[发明专利]碳/凹凸棒石/聚氨酯复合固定化载体的制备方法及用途

说明书

本发明公开了一种碳/凹凸棒石/聚氨酯复合固定化载体的制备方法及其用途，属于污水处理技术领域，具体为将凹凸棒石吸附液体油后的脱色废土在105℃温度烘干，粉碎至粒径小于100μm的颗粒；在氮气保护管式炉中500℃下煅烧2h，冷却至室温得碳/凹凸棒石复合微粒；再加入聚醚中，高速搅拌成均匀混合溶液；然后依次加入水、硅油、叔胺和有机锡，在室温、2000r/min条件下搅拌5min，最后加入甲苯二异氰酸酯，继续搅拌反应2min，然后在90℃下固化2h，发泡成型、切割成块即得到复合固定化载体。本发明原料易得，制作工艺简单，成本低廉，污水处理效果明显，具有很大的应用价值和前景。

【技术领域】

本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种碳/凹凸棒石/聚氨酯复合固定化载体的制备方法及其用途。

【背景技术】

随着水污染的日益严重，生物脱氮处理技术对生化反应器的处理能力提出了更高的要求。以多孔载体为依托的生物膜法，可以在载体的三维网络中构建良好的好氧-兼氧-厌氧微环境，增加微生物的活性和生物多样性，促进反应器同步硝化反硝化作用，对提高废水的生化处理效率具有非常重要的意义。

载体材料的结构与性能是影响微生物固定化及菌群多样化的重要因素。理想的载体材料应适合水体中微生物的附着、繁殖和生长。目前，最广泛使用的载体是网状聚氨酯海绵，它具备以下优点：(1)生物相容性良好、不易被生物分解及无生物毒害性；(2)机械强度高、传质快、多孔且比表面积大等物理性质；(3)价格低廉、使用寿命长。但由于其表面疏水、比重轻、吸附能力不高等缺点，微生物固定化效果不理想。

为了提高聚氨酯载体的微生物固定化效果，常在聚氨酯基体中加入活性炭、沸石、凹凸棒石等无机相，其中活性炭的效果最佳。活性炭的吸附面积大，比重适宜，活性炭片或者活性炭粉末在聚氨酯基体中容易被分散。但在制备活性炭/聚氨酯载体的过程中常伴有黑色粉尘，而且该复合载体投入到水体中，部分脱落的活性炭会漂浮在水体中造成二次污染。周林成等将活性碳纤维加入到聚氨酯基体中，不仅克服了上述问题，而且载体的微生物固定化效果也明显增强，但因为成本过高难以被产业化推广。因此，找到具备活性炭的大吸附面积、形貌为棒状或者纤维状、价格低廉的功能性填料是提高聚氨酯载体微生物固定化性能的关键。

【发明内容】

针对现有技术的上述问题，本发明提供一种原料易得，工艺简单，污水处理效果好的复合固定化载体的制备方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种碳/凹凸棒石/聚氨酯复合固定化载体的制备方法，该方法包括以下步骤：

1)将凹凸棒石吸附液体油后的脱色废土在90℃～120℃温度烘干，粉碎至粒径小于100μm的颗粒；

2)然后将步骤1)中的颗粒在氮气保护管式炉中在300℃～600℃下煅烧2-4h，冷却至室温得碳/凹凸棒石复合微粒；

3)将步骤2)中的碳/凹凸棒石复合微粒加入聚醚中，高速搅拌成均匀混合溶液；

4)然后向该混合溶液中依次加入水、硅油、叔胺和有机锡，在室温、1000r/min～3000r/min条件下搅拌2min～10min，

5)向步骤4)中搅拌后的混合液中加入甲苯二异氰酸酯，先在室温、1000r/min～3000r/min条件下搅拌反应2min～5min，然后在25℃～100℃下固化2h～4h，发泡成型、切割成块即得到复合固定化载体，该复合固定化载体由以下成分组成：聚醚100重量份，甲苯二异氰酸酯36-70重量份，硅油0.45-4重量份，叔胺0.14-0.4重量份，有机锡0.14-0.8重量份，水1.0-7重量份；碳/凹凸棒石复合微粒0.5-10重量份。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

进一步，所述凹凸棒石为凹凸棒石原土，粉碎至粒径小于100μm。