[发明专利]用于生物处理仪器的水化粒状载体及其制备方法

说明书

本发明涉及生物处理仪器用的一种水化粒状载体及其制备方法。尤其涉及生物处理仪器所用的一种固定活微生物的载体，它用于处理在生活系统和工业系统两者所产生的废水和排气中，以及这种载体制备方法。

现时已付诸于实践的用于生物处理仪器的一种固定活微生物的载体，是由一种含有完全皂化的粒状PVA颗粒和涂覆在粒状颗粒上的细磨无机粉末，例如细磨的活性炭粉所组成，并适合于利用涂覆在颗粒上的细磨无机粉末的吸附特性。这样的一种惯用载体代表性地公开于日本专利公告60318/1989和21317/1990中。活微生物的固定化是通过将载体颗粒浸泡在培养活微生物的水溶液中而进行的。在生物处理仪器中载体是以填充床或流化床的形式使用。当载体以填充床形式使用时，要求对在处理仪器中吸附了水的载体的重量减少体积变化；而载体以流化床的形式使用时，这就要求粒状颗粒具有增加的强度并细磨的无机粉末涂覆在具有增加强度的粒状颗粒上。

为了在载体的表面上高效地固定活微生物，则在粒状颗粒的表面上的细磨的无机粉末要具有良好的吸附性质，和粒状颗粒具有良好的水吸收性质，这都是很重要的。这种载体的水吸收性质是决定于制成载体用颗粒的聚合物的水保留值和粒状颗粒的内部结构。此外，这种载体的耐久性决定于粒状颗粒的内部结构和在粒状颗粒上细磨的无机粉末的涂层强度。然而，通常载体是不充分考虑到在其上固定活微生物的作用，载体的耐久性等等。

本发明考虑到现有技术的上述缺点。

因此，本发明的一个目的是提供一种生物处理仪器用的水化粒状载体，它能具有令人满意的活微生物固定功能。

本发明另一目的是提供生物处理仪器用的一种水化粒状载体，它能减少载荷体积变化并具有良好的耐久性。

本发明还有一个目的是提供生物处理仪器用的一种水化粒状载体，它能具有增加的机械强度。

本发明还有另一个目的是提供一种制备水化粒状载体的方法，它能使所制得的水化粒状载体可减少载荷体积变化，并具有良好的耐久性和增加的机械强度。

根据本发明的一方面，提供生物处理仪器用的水化粒状载体。这种载体是含有由在冷水中不溶而在热水中可溶的聚乙烯醇(PVA)制成的水化粒状胶凝粒子以及涂在这种水化粒状胶凝粒子上的细磨的活性炭。活性炭按100份重量的水化粒状胶凝粒子使用3-30重量份，制得的载体的水含量约30-60％。

根据本发明的另一方面，提供一种生物处理仪器用的水化粒状载体的制备方法，该方法包括下列步骤：将加热到40℃至100℃的水，在高速搅拌下加入到在冷水中不溶而在热水中可溶的聚合物中，热水的加入量是按100重量份聚乙烯醇加入50至150重量份，由此制成所述水化粒状胶凝粒子；将按100重量份所述水化粒状胶凝粒子的3至30重量份的细磨活性炭和5至20重量份的热水，在高速搅拌下一起加入到所述水化粒状胶凝粒子中，以使细磨活性炭涂覆在粒状颗粒上。

本发明的水化粒状载体包括由在冷水中不溶而在热水中可溶的聚合物所制成的水化粒状胶凝颗粒和涂覆在水化粒状胶凝颗粒上的细磨无机粉末。粉末用量按100份重量水化粒状胶凝颗粒使用3份或3份以上的重量，制得的载体含水量为约30％至60％。

在本发明中，用于水化粒状胶凝颗粒的是亲水的聚合物材料例如PVA或其衍生物的粉末。为此，一般使用在冷水中不溶而在热水中可溶的PVA粉末，其皂化度约为95摩尔％或95摩尔％以上。

一般说来，为了使聚合物的粒状颗粒具有良好的水吸收性质，颗粒的内部结构要有适当的空隙，并组成每个粒状颗粒的聚合物粒子单元要稳固，和通过它们之间的接触表面要均匀地结合在一起。具有这样特性的粒状颗粒的内部结构是通过瞬间熔化而制得的，从成粒步骤开始，通过聚合物粒子单元的表面，粒子单元相互接触而使粒子单元结合在一起，经过适当的熔化表面，该聚合物粒子单元表面使聚合物粒子单元聚结在一起而最终制备成粒状颗粒。鉴于这种事实，本发明是这样设计的：将加热到40℃至100℃温度的水，在高速搅拌下，按100份重量聚合物将50至150份重量的水加入到聚合物中，由此制备上述的水化粒状胶凝颗粒。本发明的这种设计可使部分聚合物粒子单元互相接触，以呈胶状方式而结合在一起，而且从每个粒状粒子的内部到其表面是完全均质地结合。

然后，将细磨的无机粉末和按5到20份重量水在高速搅拌下加到上述制备的粒状胶凝粒子中，结果得到水化粒状载体，其含水量约为30％至60％，并有3％重量或更多的细磨无机粉末粘附在其上。