MBBR工艺应急用改性聚氨酯海绵填料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种MBBR工艺应急用改性聚氨酯海绵填料的制备方法，其特征是：具体步骤如下：海绵填料浸泡在酸性高锰酸钾混合溶液中；取出海绵填料浸泡在盐酸溶液中，直至洗去表面的褐色层为止，并取出沥干；将海绵填料放入PBS中进行浸泡，溶液呈中性后取出自然晾干；将晾干的海绵填料浸泡在改性剂中，取出沥干；将海绵填料浸泡在包括硅藻土和粉末活性炭的明胶蛋白溶液中；取出海绵填料冲洗后自然晾干，得到污水处理用改性海绵填料。有益效果：本发明专利技术通过海绵填料表面附着的活性炭、硅藻土的吸附作用和微生物氧化分解作用的协同机制，可提高挂膜速度，同时有效提高海绵填料对污水中污染物质的降解性能，从而提高污水处理效果。

Preparation of modified polyurethane sponge filler for emergency use in MBBR Process

【技术实现步骤摘要】
MBBR工艺应急用改性聚氨酯海绵填料的制备方法
本专利技术属于污水生物处理
，尤其涉及一种MBBR工艺应急用改性聚氨酯海绵填料的制备方法。
技术介绍
目前，我国对于初期雨水的污染控制工程已经展开，并在一些城市进行雨水径流处理和回用工程建设和设计研究。雨水地表径流作为面污染源，污染物常来自于大面积大范围、冲击性强、污染成分复杂。工业园区作为典型污染区域，土地利用类型较多，初期污染雨水有机物含量高，且含有一些难处理有机污染物等，成分更为复杂，为达到较好的处理效果，其处理工艺需特别考虑。MBBR工艺兼具传统流化床和生物接触氧化法两者的优点，是一种新型高效的污水处理方法，通过向反应器中投加一定数量的悬浮载体，依靠曝气池内的曝气和水流的提升作用使载体处于流化状态，进而形成悬浮生长的活性污泥和附着生长的生物膜，这就使得移动床生物膜使用了整个反应器空间，充分发挥附着相和悬浮相生物两者的优越性，使之扬长避短，相互补充。MBBR工艺的关键在于比重接近于水，轻微搅拌下易于随水自由运动的生物海绵填料，它具有有效比表面积大，适合微生物吸附生长的特点，适用性强，应用范围广，既可用于有机物去除，也可用于脱氮除磷；此外，工艺负荷高，占地面积小，无污泥膨胀和污泥回流问题，且耐冲击负荷，在初期污染雨水处理以及其它领域有广泛的应用。目前，市面上生产的生物膜海绵填料的种类繁多，不同海绵填料的材质、结构、性能等直接影响其处理效果，也在一定程度上影响污水处理的投资成本。聚氨酯海绵填料是多孔状海绵填料，比表面积大、有利于微生物生存及处理效果好，使用寿命长，价位便宜，在水处理领域有一定的应用。但海绵填料材料本身性能存在一定局限性，例如亲水性和生物亲和性较差，导致生物膜载体表面润湿、传质性能欠佳，在挂膜速度、生物膜量、生物膜与载体的紧密度以及微生物活性等方面有待改进，故在一定程度上限制了其在污水处理中的应用。因此，开发亲水性能好、固定微生物效果较好、可应急用的海绵填料在环境形势日益严峻的今天显得尤为重要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种MBBR工艺应急用改性聚氨酯海绵填料的制备方法，将常规聚氨酯块状海绵填料利用改性剂进行改性处理，改性后海绵填料表面带有一定量羟基、羰基等亲水性基团，其亲水性明显提高。本专利技术为实现上述目的，采用以下技术方案：一种MBBR工艺应急用改性聚氨酯海绵填料的制备方法，其特征是：将常规聚氨酯块状海绵填料利用改性剂进行改性处理，改性后海绵填料表面带有一定量羟基、羰基等亲水性基团，具体步骤如下：(1)将块状聚氨酯海绵填料浸泡在酸性高锰酸钾混合溶液中；(2)取出海绵填料浸泡在盐酸溶液中，直至洗去表面的褐色层为止，并取出沥干；(3)将沥干的海绵填料放入磷酸缓冲盐溶液溶液(PBS)中进行浸泡，溶液呈中性后取出自然晾干；(4)将晾干的海绵填料浸泡在改性剂中，并取出沥干；(5)最后将海绵填料浸泡在包括硅藻土和粉末活性炭的明胶蛋白溶液中；(6)取出海绵填料冲洗后自然晾干，得到污水处理用改性海绵填料。优选，所述酸性高锰酸钾混合溶液为浓硫酸与高锰酸钾或浓盐酸与高锰酸钾的一种，高锰酸钾浓度为0.2～0.4mol/L，浓硫酸或浓盐酸浓度为1～3mol/L；所述海绵填料在60℃酸性高锰酸钾混合溶液中浸泡2～4h。优选，所述海绵填料在盐酸溶液中浸泡，直至洗去表面的褐色层为止，最后沥干；所述的盐酸溶液浓度为5～7mol/L。优选，沥干后所述海绵填料在磷酸缓冲盐溶液溶液(PBS)溶液中浸泡直至浸泡后的溶液呈中性，取出后自然晾干；所述磷酸缓冲盐溶液溶液浓度为0.01～0.02mol/L。优选，所述改性剂为丙烯酸、聚乙烯醇或酰胺类物质的一种或几种；改性剂与海绵填料发生化学反应，增加羟基、羰基等亲水性基团。优选，所述海绵填料采用5～10％改性剂浸泡，浸泡温度为50℃，浸泡时间为5～8h。优选，改性沥干后的所述海绵填料再浸泡在37℃、1～3g/L明胶蛋白溶液中，并搅拌12～36h。优选，所述明胶蛋白溶液中添加10～16g硅藻土、15～20g粉末活性炭，并搅拌均匀，通过活性炭、硅藻土对污染物质的吸附作用，加速海绵填料表面微生物的粘附。优选，所述海绵填料浸泡后采用超纯水充分洗涤，自然晾干，即可得污水处理用改性聚氨酯海绵填料。有益效果：与现有技术相比，本专利技术是将常规聚氨酯块状海绵填料利用改性剂进行改性处理，改性后海绵填料表面带有一定量羟基、羰基等亲水性基团，其亲水性明显提高。通过海绵填料表面附着的活性炭、硅藻土的吸附作用和微生物氧化分解作用的协同机制，可有效提高海绵填料对污水中污染物质的降解性能，从而提高污水处理效果。活性炭的大量微孔吸附了有机物和废水中的氧气，为微生物群的生长繁殖提供了高浓度的营养源，而微生物代谢过程中产生的酶和辅酶又被吸附和富集在活性炭的微孔中，加之活性炭上微生物和有机物接触时间较长，使难以降解的有机物也有可能经生物氧化而分解。此外，借助于活性炭、硅藻土的吸附作用，海绵填料表面附着大量的有机物，为海绵填料表面微生物的快速生长提供有利条件，进而提高挂膜速度，增强挂膜效果。附图说明图1是本专利技术的结构示意图。具体实施方式下面结合较佳实施例详细说明本专利技术的具体实施方式。详见附图，本专利技术通过了一种MBBR工艺应急用改性聚氨酯海绵填料的制备方法，将常规聚氨酯块状海绵填料利用改性剂进行改性处理，改性后海绵填料表面带有一定量羟基、羰基等亲水性基团，具体步骤如下：(1)将块状聚氨酯海绵填料浸泡在酸性高锰酸钾混合溶液中；(2)取出海绵填料浸泡在盐酸溶液中，直至洗去表面的褐色层为止，并取出沥干；(3)将沥干的海绵填料放入磷酸缓冲盐溶液溶液(PBS)中进行浸泡，溶液呈中性后取出自然晾干；(4)将晾干的海绵填料浸泡在改性剂中，并取出沥干；(5)最后将海绵填料浸泡在包括硅藻土和粉末活性炭的明胶蛋白溶液中；(6)取出海绵填料冲洗后自然晾干，得到污水处理用改性海绵填料。制备得到的用于污水处理用改性聚氨酯海绵填料，具有多孔亲水性，吸收、吸附功能较强，挂膜速度快，硝化作用强，剩余污泥量减少，处理效果好，适用于MBBR等生物处理工艺。实施例11)将块状聚氨酯海绵填料(15mm×15mm×15mm)在60℃酸性高锰酸钾混合溶液中浸泡3h，高锰酸钾浓度为0.2mol/L，浓硫酸浓度为2mol/L；2)取出海绵填料浸泡在6mol/L盐酸溶液中，直至洗去表面的褐色层为止，并取出沥干；3)将沥干的海绵填料放入0.01mol/LPBS溶液中进行浸泡，溶液呈中性后取出自然晾干；4)将晾干的海绵填料浸泡在50℃、5％丙烯酸溶液中6h，并取出沥干；5)将1g/L明胶蛋白溶液于水浴锅中加热至37℃，向其中加入16g硅藻土、15g粉末活性炭，搅拌均匀，然后将沥干的海绵填料投入明胶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种MBBR工艺应急用改性聚氨酯海绵填料的制备方法，其特征是：将常规聚氨酯块状海绵填料利用改性剂进行改性处理，改性后海绵填料表面带有羟基、羰基亲水性基团，具体步骤如下：/n(1)将块状聚氨酯的海绵填料浸泡在酸性高锰酸钾混合溶液中；/n(2)取出海绵填料浸泡在盐酸溶液中，直至洗去表面的褐色层为止，并取出沥干；/n(3)将沥干的海绵填料放入磷酸缓冲盐溶液中进行浸泡，溶液呈中性后取出自然晾干；/n(4)将晾干的海绵填料浸泡在改性剂中，并取出沥干；/n(5)最后将海绵填料浸泡在包括硅藻土和粉末活性炭的明胶蛋白溶液中；/n(6)取出海绵填料冲洗后自然晾干，得到污水处理用改性海绵填料。/n

【技术特征摘要】
1.一种MBBR工艺应急用改性聚氨酯海绵填料的制备方法，其特征是：将常规聚氨酯块状海绵填料利用改性剂进行改性处理，改性后海绵填料表面带有羟基、羰基亲水性基团，具体步骤如下：
(1)将块状聚氨酯的海绵填料浸泡在酸性高锰酸钾混合溶液中；
(2)取出海绵填料浸泡在盐酸溶液中，直至洗去表面的褐色层为止，并取出沥干；
(3)将沥干的海绵填料放入磷酸缓冲盐溶液中进行浸泡，溶液呈中性后取出自然晾干；
(4)将晾干的海绵填料浸泡在改性剂中，并取出沥干；
(5)最后将海绵填料浸泡在包括硅藻土和粉末活性炭的明胶蛋白溶液中；
(6)取出海绵填料冲洗后自然晾干，得到污水处理用改性海绵填料。


2.根据权利要求1所述的MBBR工艺应急用改性聚氨酯海绵填料的制备方法，其特征是：所述酸性高锰酸钾混合溶液为浓硫酸与高锰酸钾或浓盐酸与高锰酸钾的一种，高锰酸钾浓度为0.2～0.4mol/L，浓硫酸或浓盐酸浓度为1～3mol/L；所述海绵填料在60℃酸性高锰酸钾混合溶液中浸泡2～4h。


3.根据权利要求1所述的MBBR工艺应急用改性聚氨酯海绵填料的制备方法，其特征是：所述盐酸溶液浓度为5～7mol/L。


4.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁晔，冯辉，苏志龙，秦萍萍，姚晓然，王娜，王锐，李晓鹏，
申请(专利权)人：天津市环境保护技术开发中心设计所，
类型：发明
国别省市：天津;12