【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于废水处理，更具体地，涉及一种含富氧官能团的多介孔生物填料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、活性污泥法是目前水处理工艺中最主要的处理方式，相较于吸附、混凝、高级氧化等物理化学方法，其具有明显的经济优势。但是在处理高浓度有机废水时，由于活性污泥中相关功能微生物丰度不足，导致降解效果较差。为了解决这些问题，研究人员通过提供微生物附着的填料来增强处理效果。但是填料的比表面积、孔径分布等参数均对微生物富集效果具有明显的影响效果。富含微孔结构的填料比表面积较大，微生物附着位点较多，但微生物附着会造成微孔的堵塞，造成传质效率的降低；富含大孔结构的填料可以保证微生物附着后的传质效率，但相较于微孔、介孔结构，其比表面积通常较小，减少了微生物的附着位点；因此，同时兼顾传质效率与微生物生长位点的介孔结构材料成为研究热点，是解决微生物量不足的理想填料。此外微生物富集无选择性等问题也限制了功能微生物对有机物的降解效果。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种含富氧官能团的多介孔生物填料及其制备方法和应用，本专利技术的填料具有介孔结构并且含有富氧官能团，有利于功能微生物的生长富集，进而有利于提升难降解有机废水的处理效果。
2、为了实现上述目的，本专利技术的第一方面提供一种含富氧官能团的多介孔生物填料的制备方法，其特征在于，该制备方法包括：
3、(1)将填料、铵盐和水进行搅拌混合；然后将混合液加热搅拌至混合液中水分完全蒸发，得到第一固体物料；将所述第一固体物料进行干
4、(2)在保护气体存在下，将所述前驱体一进行煅烧，得到前驱体二；
5、(3)将所述前驱体二、表面改性剂和水进行混合；然后将混合液加热搅拌至混合液中水分完全蒸发，得到第二固体物料；将所述第二固体物料进行干燥，得到前驱体三；
6、(4)将所述前驱体三进行煅烧，得到所述含富氧官能团的多介孔生物填料。
7、根据本专利技术，优选地，步骤(1)中，所述填料包括：所述填料包括：木制活性炭、煤制活性炭和氮化碳材料中的至少一种；优选为椰壳活性炭；
8、所述填料的粒径＜8目。
9、根据本专利技术，优选地，步骤(1)中，所述铵盐为氯化铵和/或碳酸氢铵。
10、根据本专利技术，优选地，步骤(1)中，所述填料和所述铵盐的质量比为1:(0.1-0.5)；
11、所述水和所述填料的体积比为(3.0-5.0):1；
12、所述加热搅拌的温度为80℃-90℃；
13、所述干燥的温度为75-85℃，时间为10-15h。
14、本专利技术中，优选地，步骤(1)中，将混合液置于水浴锅中加热搅拌，水浴温度为80℃-90℃。
15、根据本专利技术，优选地，步骤(2)中，所述煅烧的条件包括：以0.5℃/min-2.0℃/min的升温速率升温至450℃-600℃，然后在450℃-600℃下继续保持1.5-3h；
16、优选地，将所述前驱体一平铺于无盖瓷舟中，平铺厚度小于0.5cm，然后将所述无盖瓷舟置于管式炉中加热，管式炉以0.5℃/min-2.0℃/min的升温速率升温至450℃-600℃，然后在450℃-600℃下继续保持1.5-3h，得到前驱体二；其中，加热过程中，管式炉中持续通入保护气体，所述保护气体优选为氮气。
17、本专利技术中，优选地，所述无盖瓷舟为一个或多个。
18、根据本专利技术，优选地，步骤(3)中，所述表面改性剂为硝酸、磷酸三丁脂、泛醌和硼氢化物中的至少一种。
19、根据本专利技术，优选地，步骤(3)中，所述前驱体二和所述表面改性剂的质量比为1:(1.0-1.7)；
20、所述水和所述前驱体二的体积比为(2.5-1.0):1；
21、所述加热搅拌的温度为80℃-90℃；
22、所述干燥的温度为110-130℃，时间为20-25h。
23、本专利技术中，优选地，步骤(3)中，将混合液置于水浴锅中加热搅拌，水浴温度为80℃-90℃。
24、根据本专利技术，优选地，步骤(4)中，所述煅烧的条件包括：以2-5℃/min的升温速率升温至550℃-650℃，然后在550℃-650℃下保持2.5-4h；
25、优选地，将所述前驱体三转移至加盖坩埚中，然后置于马弗炉中加热，以2-5℃/min的升温速率升温至550℃-650℃，然后在550℃-650℃下保持2.5-4h，得到所述含富氧官能团的多介孔生物填料。
26、本专利技术中，在高温、表面修饰剂、氧气共同作用下，填料表面的羧基、羟基、羰基等含氧官能团逐渐增多，为好氧微生物的附着提供活性位点。
27、本专利技术的第二方面提供上述制备方法制备的含富氧官能团的多介孔生物填料。
28、本专利技术的第三方面提供上述含富氧官能团的多介孔生物填料在处理有机废水中的应用。
29、本专利技术的技术方案具有如下有益效果：
30、(1)本专利技术的填料具有介孔结构并且含有富氧官能团，有利于功能微生物的生长富集，进而有利于提升难降解有机废水的处理效果。
31、(2)本专利技术中，通过适宜浓度铵盐在高温条件下的分解产物对填料的微孔孔壁进行腐蚀破坏，使填料的部分孔径扩大至介孔范围。介孔结构可以提供良好的通气性和营养物质的流动，有利于功能微生物的生长富集。
32、(3)本专利技术中，在表面修饰剂、高温及氧气的共同作用下，填料表面的官能团组成发生变化，羧基、羟基、羰基等含氧官能团数量增加，进而有利于芽孢杆菌、blastocatellaceae、酸杆菌等好氧微生物在填料表面的富集生长，提高单位体积填料中功能微生物的丰度，从而提升难降解有机废水的处理效果。
33、本专利技术的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
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1.一种含富氧官能团的多介孔生物填料的制备方法，其特征在于，该制备方法包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤(1)中，所述填料包括：木制活性炭、煤制活性炭和氮化碳材料中的至少一种；优选为椰壳活性炭；
3.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤(1)中，所述铵盐为氯化铵和/或碳酸氢铵。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤(1)中，所述填料和所述铵盐的质量比为1:(0.1-0.5)；
5.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤(2)中，所述煅烧的条件包括：以0.5℃/min-2.0℃/min的升温速率升温至450℃-600℃，然后在450℃-600℃下继续保持1.5-3h；
6.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤(3)中，所述表面改性剂为硝酸、磷酸三丁脂、泛醌和硼氢化物中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤(3)中，所述前驱体二和所述表面改性剂的质量比为1:(1.0-1.7)；
8.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤(4)中，所述煅烧的条件
9.权利要求1-8中任意一项所述的制备方法制备的含富氧官能团的多介孔生物填料。
10.权利要求9所述的含富氧官能团的多介孔生物填料在处理有机废水中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种含富氧官能团的多介孔生物填料的制备方法，其特征在于，该制备方法包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤(1)中，所述填料包括：木制活性炭、煤制活性炭和氮化碳材料中的至少一种；优选为椰壳活性炭；
3.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤(1)中，所述铵盐为氯化铵和/或碳酸氢铵。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤(1)中，所述填料和所述铵盐的质量比为1:(0.1-0.5)；
5.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤(2)中，所述煅烧的条件包括：以0.5℃/min-2.0℃/min的升温速率升温至450℃-600℃，然后在450℃-600℃下继续保持1...
【专利技术属性】
技术研发人员：穆可磊，李彦刚，张树军，张文珍，梁越，苏雪莹，高永青，李宁，
申请(专利权)人：北京城市排水集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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