[发明专利]利用低分子量聚乳酸制备缓释碳材料的方法有效

专利信息
申请号: 201010545661.4 申请日: 2010-11-16
公开(公告)号: CN101973642A 公开(公告)日: 2011-02-16
发明(设计)人: 汪群慧;刘建国;王爽;李朋;田艳丽 申请(专利权)人: 宜兴汇洋环保科技有限公司
主分类号: C02F3/34 分类号: C02F3/34;C02F3/12;C02F3/28
代理公司: 北京中创阳光知识产权代理有限责任公司 11003 代理人: 尹振启
地址: 214205 江苏*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 利用 分子量 乳酸 制备 缓释碳 材料 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及水处理领域,尤其是熔融聚合制得的低分子量聚乳酸制备缓释碳材料的方法。

背景技术

由于碳源补充能为微生物的生长代谢提供足量的营养源,在水处理领域逐渐成为研究的热点。目前,地下水脱氮、废水处理厌氧硝化与反硝化阶段均存在碳源补充不足或供给不稳定的问题,成为制约生物脱氮效率的重要因素,要获得理想脱氮效果需要考虑外加碳源以补充反硝化脱氮电子供体的要求。有关碳源补充的研究,较为成熟、应用最多的主要为液态碳源,如甲醇、乙醇、葡萄糖等短链的有机碳,但其高成本、有毒性、投加量不确定以及运输困难等问题也让研究者开始对外加补充碳源进行新的探索和尝试。热点多集中在如何优化传统碳源,如在脱氮工艺前加水解酸化工艺,提高原污水的可生化性和处理率;开发非传统碳源作为反硝化脱氮工艺中可选择的碳源,如工业废水、初沉污泥水解产物、垃圾渗滤液、植物秸秆等。但是,这些碳源均存在补充量调节难把握或初期补充过量后期不足等问题,影响微生物代谢,进而影响处理效果。

缓释碳源是近年来兴起的一种新技术,主要思路是利用有机聚合物做骨架,包裹各种碳源使其缓慢释放,达到稳定供给的目的,保证微生物的旺盛代谢力,提高污染物的去除效率。因而聚合物的选取,成为制约缓释碳源发展的关键因素之一。聚合物除了要满足对碳源的包裹缓释作用,还要满足释放速率相对平稳且不造成二次污染、价格低廉、来源广泛等条件。当前,研究较多的聚合物主要有聚乳酸(PLA)、聚乙烯醇(PVA)、聚烯烃等。其中,聚乳酸由于其降解产物为乳酸,是人体正常代谢所需物质,具有无毒无副作用的特点,因此,在医学领域药物缓释方面有大量的研究及应用,但在水处理领域做缓释材料骨架的研究未见报道。

发明内容

针对现有技术存在的问题,本发明的目的在于提供一种释放量变化范围较广、具有稳定的缓释性能的、由熔融聚合制得的低分子量聚乳酸制备缓释碳材料的方法。

为实现上述目的,本发明熔融聚合制得的低分子量聚乳酸制备缓释碳材料的方法,具体为:

1)制得的分子量1~10万的聚乳酸;

2)在质量比范围1~4内,称取聚乳酸和淀粉,混合后搅拌均匀;

3)利用注塑法,设定注塑温度为100~180℃,缓慢均匀加入上述混匀的聚乳酸和淀粉,挤出成型,在10~40℃下冷却,制得缓释碳材料。

进一步,所述步骤1)中的聚乳酸采用有机废弃物发酵液提取的乳酸、再经熔融聚合制得。

进一步,所述步骤1)中的聚乳酸采用餐厨垃圾发酵液提取的乳酸、再经熔融聚合制得。

进一步,所述步骤2)中的淀粉包括小麦淀粉、玉米淀粉、马铃薯淀粉或甘薯淀粉,淀粉的平均粒径为80~110nm。

进一步,所述聚乳酸和淀粉的优选质量比为:8∶2、7∶3、6∶4或5∶5。

进一步,所述步骤2)中聚乳酸和淀粉经高速粉碎搅拌机粉碎搅拌均匀。

进一步,所述缓释碳材料的表面均布有微孔。

进一步,所述缓释碳材料的优选形状为柱体形,其直径为0.3~0.8cm、长度为1.0~4.0cm。

本发明的优点在于:本发明中的聚合物使用分子量较低的聚乳酸,可以由有机废弃物发酵制得的乳酸熔融聚合而成,具有缓释、无二次污染特性,可以克服碳源供给不均造成的微生物营养不平衡、而导致的代谢功能下降、降低了污染物去除效率的问题。本发明工艺简单,不需添加其他辅助物质,成本相对低廉,可操作性强。同时,本发明的方法亦可用于缓释农药、化肥等领域。

说明书附图

图1为本发明制备的缓释碳材料的释放范围曲线图。

具体实施方式

本发明针对目前水处理领域微生物碳源补给存在的问题,提供一种低分子量聚乳酸制备缓释碳材料及其制备的方法。旨在通过聚乳酸的骨架、包裹作用,克服碳源供给不均匀造成的微生物营养不平衡、不稳定,导致的代谢功能下降。

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