【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于难降解有机废水处理领域，具体为一种用于厌氧生物滤池的聚酰胺类纤维滤料及制备方法。
技术介绍
1、随着工业化进程的推进，难降解有机废水的处理成为环境工程中的一大难题。厌氧生物滤池是一种常用于难降解有机废水处理的生物反应器，它利用厌氧微生物附着在固体填料上形成生物膜，进而降解废水中的有机物。
2、传统的厌氧生物滤池虽然在处理有机废水方面具有一定的优势，但由于微生物挂膜速度慢、处理效果不稳定等问题，限制了其广泛应用。因此，如何提高厌氧生物滤池的挂膜效率和处理效果，成为亟需解决的技术难题。在厌氧生物滤池中，滤料作为微生物生长和挂膜的载体，直接影响着对污染物的去除效果，常见厌氧生物滤池的滤料强度低、抗腐蚀性能差，严重影响了厌氧生物滤池的处理性能。因此，制备挂膜性能好、稳定性高的滤料是提高厌氧生物滤池处理效率的关键所在。
3、目前，聚酰胺纤维由于其优异的机械性能和耐化学腐蚀性，广泛应用于水处理领域。然而，聚酰胺纤维表面的亲水性和生物相容性较差，导致其在厌氧生物滤池中的挂膜速度慢，微生物附着不牢固，影响了整体的处理效果。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种用于厌氧生物滤池的聚酰胺类纤维滤料及制备方法，对聚酰胺纤维进行表面亲水化和功能化涂层改性，提高其亲水性和生物相容性，从而加速微生物挂膜过程，增强生物膜的稳定性和降解效率，解决现有难降解有机废水处理效果低的问题。
2、本专利技术是通过以下技术方案来实现：
3
4、s1，将聚酰胺纤维在90-110w的功率条件下进行表面等离子体处理，之后清洗残留的反应物，得到等离子体处理后的聚酰胺纤维；
5、s2，将等离子体处理后的聚酰胺纤维通过主氧化剂和辅助氧化剂进行氧化处理，其中当主氧化剂为过硫酸铵时，辅助氧化剂为氯化铁，当主氧化剂为高锰酸钾时，辅助氧化剂为硫酸，当主氧化剂为臭氧时，辅助氧化剂为过氧化氢，当主氧化剂为过氧化苯甲酰时，辅助氧化剂为硝酸银，得到氧化后的聚酰胺纤维；
6、s3，在氧化后的聚酰胺纤维上依次涂覆壳聚糖涂层和海藻酸钠涂层，壳聚糖、海藻酸钠和s1中等离子体处理后的聚酰胺纤维的质量比为(0.075-0.25):(0.075-0.25):1，得到用于厌氧生物滤池的聚酰胺类纤维滤料。
7、优选的，s1中所述的聚酰胺纤维型号为pa6。
8、优选的，s1中，所述聚酰胺纤维在90-110w的功率条件下处理12-18min，用于产生等离子体的气体流速为8-12l/min。
9、优选的，当主氧化剂为过硫酸铵、辅助氧化剂为氯化铁时，s2中所述的氧化处理按如下过程进行：
10、将s1得到的等离子体处理后的聚酰胺纤维浸泡在0.1m的45-55℃过硫酸铵溶液中25-35min，之后清洗所得聚酰胺纤维，再浸泡在0.05m的氯化铁溶液中15-25min，之后清洗和干燥，得到氧化后的聚酰胺纤维。
11、优选的，当主氧化剂为高锰酸钾、辅助氧化剂为硫酸时，s2中所述的氧化处理按如下过程进行：
12、向0.01-0.05m的kmno4溶液中加入浓度为0.1-0.5m的硫酸，得到混合溶液，之后将s1得到的等离子体处理后的聚酰胺纤维浸泡在40-50℃的混合溶液中30-60min，之后清洗和干燥，得到氧化后的聚酰胺纤维。
13、优选的，当主氧化剂为臭氧、辅助氧化剂为过氧化氢时，s2中所述的氧化处理按如下过程进行：
14、将s1得到的等离子体处理后的聚酰胺纤维置于浓度为5-10ppm的臭氧环境中15-30min，之后浸泡在0.1-0.5m的30-40℃h2o2溶液中20-40min，之后清洗和干燥，得到氧化后的聚酰胺纤维。
15、优选的，当主氧化剂为过氧化苯甲酰、辅助氧化剂为硝酸银时，s2中所述的氧化处理按如下过程进行：
16、将s1得到的等离子体处理后的聚酰胺纤维浸泡在0.05-0.2m的过氧化苯甲酰溶液中，之后使用紫外光或加热至60-80℃的方式激发过氧化苯甲酰分解，持续时间为20-30min，所得聚酰胺纤维再浸泡在0.01-0.05m的硝酸银溶液中15-25min，之后清洗和干燥，得到氧化后的聚酰胺纤维。
17、优选的，s3通过如下过程在氧化后的聚酰胺纤维上依次涂覆壳聚糖涂层和海藻酸钠涂层：
18、将质量百分比均为1.5％-2.5％的壳聚糖溶液和海藻酸钠溶液ph分别调节至4.3-4.7和7.0，得到混合溶液a和混合溶液b，将s2得到的氧化后的聚酰胺纤维浸入到混合溶液a中，之后干燥，再浸入混合溶液b中，最后干燥，得到用于厌氧生物滤池的聚酰胺类纤维滤料。
19、优选的，壳聚糖的脱乙酰度为80％，分子量范围为50,000-190,000da，海藻酸钠的粘度为200-800mpa.s，所述聚酰胺纤维在混合溶液a中浸入45-75min，之后在混合溶液b中浸入45-75min，再干燥。
20、一种由上述任意一项所述的用于厌氧生物滤池的聚酰胺类纤维滤料的制备方法得到的聚酰胺类纤维滤料。
21、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
22、本专利技术一种用于厌氧生物滤池的聚酰胺类纤维滤料的制备方法，通过90-110w产生的高能粒子和活性种在纤维表面引入极性亲水性官能团羟基、羰基和羧基，提高其亲水性和表面能，从而增强微生物的附着力和生物膜的稳定性，通过离子轰击刻蚀作用提高纤维表面的粗糙度，增加微生物的附着点，增加纤维表面的表面能，使其更容易与水分子和微生物相互作用；四种主、辅助氧化剂的协同氧化处理可在聚酰胺纤维表面引入亲水性官能团，提高纤维的表面亲水性、生物相容性和极性，纤维表面的化学反应活性提高，从而增强微生物的附着力和生物膜的稳定性，可以进一步刻蚀纤维表面显著增加纤维表面的粗糙度和化学活性，为微生物挂膜提供有利条件，使其更适合作为生物滤池的挂膜填料。生物相容性材料壳聚糖涂层和海藻酸钠涂层能够形成互补的涂层结构，涂覆在聚酰胺纤维表面，通过调控两者的用量，形成的功能化涂层中具有稳定的交联网络，提供更多附着点和良好的环境，促进微生物的生长和固定，壳聚糖具有良好的抗菌性和生物相容性，能够促进微生物的附着和生长；海藻酸钠则能形成稳定的凝胶网络结构，提高涂层的机械强度和稳定性，两者结合可以提供更多的附着点和良好的环境，显著增强微生物的固定和生物膜的稳定性。本专利技术结合表面亲水化和功能化涂层技术，显著提高聚酰胺纤维的物理化学特性，增强生物滤池的处理效率和稳定性。等离子处理有粗雕刻的作用，氧化处理有微雕的作用，涂层是功能化，这种处理顺序确保了最大化表面改性效果。等离子体处理提供初始改性，双重氧化进一步强化，化学涂层在优化的表面上形成稳定涂层，提供最佳的微生物附着环境和生物膜稳定性，显著提高了其在水解生物滤池中的挂膜速度和处理效率。改性后的聚酰胺纤维具有优良的亲水性和生物相本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于厌氧生物滤池的聚酰胺类纤维滤料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的用于厌氧生物滤池的聚酰胺类纤维滤料的制备方法，其特征在于，S1中所述的聚酰胺纤维型号为PA6。
3.根据权利要求1所述的用于厌氧生物滤池的聚酰胺类纤维滤料的制备方法，其特征在于，S1中，所述聚酰胺纤维在90-110W的功率条件下处理12-18min，用于产生等离子体的气体流速为8-12L/min。
4.根据权利要求1所述的用于厌氧生物滤池的聚酰胺类纤维滤料的制备方法，其特征在于，当主氧化剂为过硫酸铵、辅助氧化剂为氯化铁时，S2中所述的氧化处理按如下过程进行：
5.根据权利要求1所述的用于厌氧生物滤池的聚酰胺类纤维滤料的制备方法，其特征在于，当主氧化剂为高锰酸钾、辅助氧化剂为硫酸时，S2中所述的氧化处理按如下过程进行：
6.根据权利要求1所述的用于厌氧生物滤池的聚酰胺类纤维滤料的制备方法，其特征在于，当主氧化剂为臭氧、辅助氧化剂为过氧化氢时，S2中所述的氧化处理按如下过程进行：
7.根据权利要求1所述的用于
8.根据权利要求1所述的用于厌氧生物滤池的聚酰胺类纤维滤料的制备方法，其特征在于，S3通过如下过程在氧化后的聚酰胺纤维上依次涂覆壳聚糖涂层和海藻酸钠涂层：
9.根据权利要求8所述的用于厌氧生物滤池的聚酰胺类纤维滤料的制备方法，其特征在于，壳聚糖的脱乙酰度为80％，分子量范围为50,000-190,000Da，海藻酸钠的粘度为200-800mPa.s，所述聚酰胺纤维在混合溶液a中浸入45-75min，之后在混合溶液b中浸入45-75min，再干燥。
10.一种由权利要求1～9中任意一项所述的用于厌氧生物滤池的聚酰胺类纤维滤料的制备方法得到的聚酰胺类纤维滤料。
...【技术特征摘要】
1.一种用于厌氧生物滤池的聚酰胺类纤维滤料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的用于厌氧生物滤池的聚酰胺类纤维滤料的制备方法，其特征在于，s1中所述的聚酰胺纤维型号为pa6。
3.根据权利要求1所述的用于厌氧生物滤池的聚酰胺类纤维滤料的制备方法，其特征在于，s1中，所述聚酰胺纤维在90-110w的功率条件下处理12-18min，用于产生等离子体的气体流速为8-12l/min。
4.根据权利要求1所述的用于厌氧生物滤池的聚酰胺类纤维滤料的制备方法，其特征在于，当主氧化剂为过硫酸铵、辅助氧化剂为氯化铁时，s2中所述的氧化处理按如下过程进行：
5.根据权利要求1所述的用于厌氧生物滤池的聚酰胺类纤维滤料的制备方法，其特征在于，当主氧化剂为高锰酸钾、辅助氧化剂为硫酸时，s2中所述的氧化处理按如下过程进行：
6.根据权利要求1所述的用于厌氧生物滤池的聚酰胺类纤维滤料的制备方法，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱超，黄伊若，蒙芷芊，武雅斯，丁泽，孙恬，马宏瑞，尹江璐，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：
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