一種聚氨酯載體及其制備方法技術

本發明專利技術提供的一種聚氨酯載體，由以下重量份的組份制成：膨潤土1-3份、聚醚多元醇53.5-73份、聚乙二醇25-35.5份、十二烷基苯磺酸鈉10-15份、司班803-5份、甘油5-8份、硬脂酸鈣20-33.5份、陽離子聚丙烯酰胺0.03-0.05份、辛酸亞錫0.2-1份、微量元素0.5-1份、甲苯二異氰酸酯65.5-82份、水2-5份。該聚氨酯載體帶電性好、掛膜速度快，可顯著提高對污水的處理效果，特別是對總氮去除效果好、效率高；成本低廉，使用方便，適用于水廠提標改造。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于水處理材料領域，特別涉及一種用于脫氮的親水性陽離子聚氨酯載體。
技術介紹
水體富營養化在我國的日益嚴重引起廣泛關注，特別是由氮、磷引起的水體富營養化問題迫切需要解決。然而，傳統的污水處理工藝對總氮的去除效果差，盡管國內外采用了 A2/0工藝以提高總氮去除效果，但是該工藝基建費用高、成本較高，難以推廣。因此，國內外開發了多種載體填料，如固定式生物載體填料、懸掛式生物載體填料、常見的懸浮式生物載體填料等，用于提高總氮的去除效果，從而使原有的污水廠在不改變工藝的情況下投加填料從而達到提標改造、削減總氮的目標。然而，這些載體填料雖然都可以起到增加池內生物量，提高總氮去除效果的作用，但其主要用途并不是針對與總氮這一指標，對于提高總氮的去除效果不佳，同時其各自使用具有專一性，難以推廣應用。聚氨酯載體填料由于具有多孔的特點從而為微生物提供良好的固著，大大加大微生物量，并形成好氧-缺氧-厭氧層，為脫氮取得良好的環境。國內外對聚氨酯多孔載體填料的研究多在表面改性或填料自身研究。專利CN101735475和CN102515341分別公開了用陰(陽)離子聚氨酯水分散體和鈰離子浸泡聚氨酯以使填料具有一定的親水性；中國專利 CN102190368和CN10619310在聚氨酯載體填料中添加凹凸棒土使載體具有更佳的生物相容性、親水性、傳質性能等；然而，這些專利都只局限于對聚氨酯填料改性，未提到強化脫氮的作用。專利CN102174253描述了一種親水性脫氮生物載體的制備方法，然而，該方法制備得到的載體帶電性不佳、掛膜速度較慢。
技術實現思路
專利技術目的本專利技術的目的是提供一種總氮去除效果好、效率高的聚氨酯載體及其制備方法。技術方案本專利技術提供的一種聚氨酯載體，由以下重量份的組份制成膨潤土 1-3 份、聚醚多元醇53. 5-73份、聚乙二醇25-35. 5份、十二烷基苯磺酸鈉10-15份、司班803-5 份、甘油5-8份、硬脂酸鈣20-33. 5份、陽離子聚丙烯酰胺O. 03-0. 05份、辛酸亞錫O. 2-1份、 微量元素O. 5-1份、甲苯二異氰酸酯65. 5-82份、水2_5份。作為優選，所述膨潤土的純度為90%以上，優選純度為90-98% ;膨潤土中蒙脫石純度為 85-90%，蒙脫石化學成分為(Al2, Mg3) Si4O10(OH)2 · ηΗ20。作為另一種優選，所述聚醚多元醇為聚醚330、丙二醇醚或聚氧化丙烯二醇中的一種或幾種；所述聚醚多元醇分子量優選為300-450。作為另一種優選，所述聚乙二醇分子量為300-500,優選為400。作為另一種優選，所述陽離子聚丙烯酰胺分子量為700-1000，優選為850。作為另一種優選，所述微量元素為Na2Mo04、CuSO4, MnSO4、氯化鍶和Fe2 (SO4) 3的混合物，其質量比為(2-4) : (1-3) : (3-5) : (1-3) :1 ;優選為 3:2:4:2:1。本專利技術還提供了一種上述聚氨酯載體的制備方法，包括以下步驟(I)將膨潤土、聚醚多元醇、聚乙二醇、十二烷基苯磺酸鈉、司班80、甘油、硬脂酸鈣、辛酸亞錫、微量元素和水恒溫混勻，得混合物；(2)將甲苯二異氰酸酯和陽離子聚丙烯酰胺加入所述混合物中混勻使其發泡，加熱靜置，冷卻，即得聚氨酯載體。步驟(I)中，混合溫度為24-28 V。步驟(2)中，發泡時間為10-30min，加熱溫度至60_70°C，靜置時間為2_4h。作為改進，還包括前處理步驟，包括以下步驟將膨潤土清洗、浸泡，風干至恒重后，研成粉末狀，過篩。作為優選，清洗時間為30_60min，浸泡時間為l_2h，風干時間為2_3天，篩規格為 200 目。有益效果本專利技術提供聚氨酯載體帶電性好、掛膜速度快，可顯著提高對污水的處理效果，特別是對總氮去除效果好、效率高；成本低廉，使用方便，適用于水廠提標改造。本專利技術相對于現有技術顯著優勢在于I、本專利技術提供的聚氨酯載體采用含有大量親水基團的聚乙二醇作為發泡劑，采用十二烷基苯磺酸鈉和司班80作為表面活化劑；親水性物質的使用能夠大大增強聚氨酯載體填料的親水性，從而提高載體的掛膜性能；實驗表明，載體在普通好氧反應器內3天即可掛膜成功。2、本專利技術提供的聚氨酯載體中引入了微量元素，從而有利于對硝化菌與反硝化菌的固著與生長，進一步提高了對總氮的去除效果，同步硝化反硝化總氮去除率可達到75% 左右。從而使一般生活污水處理后能達到《城鎮污水處理廠污水排放標準》(GB18918-2002) 中一級A排放標準；對高氨氮濃度廢水也可先通過水解、厭氧等反應預處理后用于聚氨酯載體處理，從而提高對總氮的去除效果。3、本專利技術提供的聚氨酯載體掛膜速度快。通常，較低量的陽離子聚丙烯酰胺溶解于聚氨酯載體孔隙內形成少量的溶液，從而在聚氨酯載體孔隙內凝聚細菌、菌膠團，隨著時間的積累，更多的細菌、菌膠團聚集在聚氨酯載體孔隙內，但這部分微生物與活性污泥內的微生物相比活性不大，對水中有機物的去除效果不佳；而在水力攪拌的作用下，載體孔隙內能夠在兩個小時內的充滿細菌與菌膠團，但這部分微生物的整體生化活性小于活性污泥內的微生物；3天后，隨著微生物的繁殖，微生物新膜逐漸代替活性差的舊膜，載體內的所有微生物活性都得到增強，同時對污水處理效果趨于穩定，此時認為載體掛膜成功。本專利技術利用陽性聚丙烯酰胺加速掛膜的原理，在原料中加入帶正電的聚丙烯酰胺使得聚氨酯載體整體帶有正電，而活性污泥菌膠團、細菌帶有電負性；聚氨酯載體投加到水體中后，填料中少量的陽離子型聚丙烯酰在其所在的附近形成少量的溶液，其陽離子的帶電量與帶負電荷的水中的細菌、菌膠團作用，降低 電位，壓縮擴散層；當ζ電位降低到接近零時，細菌、菌膠團被凝聚，這部分細菌與菌膠團占據了聚氨酯載體網狀結構孔隙內很少一部分體積，再加上中和、架橋作用，微生物的量能夠在兩小時內填滿載體，隨著微生物的新陳代謝，載體中微生物活性提高，完成掛膜。4、本專利技術提供的聚氨酯載體流化速度快。由于聚氨酯載體密度小于水，因此聚氨酯載體的掛膜與流化不佳；本專利技術膨潤土與發泡劑混勻發泡后，結附在甲苯二異氰酸酯結構中，呈現雜化的相互貫穿形態，附著在聚氨酯載體上，不但增強了聚氨酯載體的機械強度，還能夠依靠膨潤土的吸水特性使聚氨酯填料增重；該填料對水有巨大的吸附能力，能夠在自身比重不大的情況下，在有限的膨潤土膨脹體積下吸附大量水，起到增大密度的作用。 載體進入水后起初不能達到流化狀態，通過膨潤土的吸水，載體整體負重加大，達到與水近似，載體密度與水接近，在水中處于懸浮狀態，在適當的水、氣流動作用下，載體很快達到滿池流化狀態。附圖說明圖I為新制備的聚氨酯載體。圖2為放入好氧反應器兩小時后的聚氨酯載體。圖3為放入好氧反應器三天后的聚氨酯載體。具體實施方式根據下述實施例，可以更好地理解本專利技術。然而，本領域的技術人員容易理解，實施例所描述的具體的物料配比、工藝條件及其結果僅用于說明本專利技術，而不應當也不會限制權利要求書中所詳細描述的本專利技術。實施例I聚氨酯載體，由以下重量份的組份制成膨潤土 I份、聚醚33053. 5份、分子量為 300的聚乙二醇25份、十二烷基苯磺酸鈉10份、司班803份、甘油5份、硬脂酸鈣20份、分子量為700的陽離子聚丙烯酰胺O. 03份、辛酸亞錫O本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種聚氨酯載體，其特征在于：由以下重量份的組份制成：膨潤土1?3份、聚醚多元醇53.5?73份、聚乙二醇25?35.5份、十二烷基苯磺酸鈉10?15份、司班803?5份、甘油5?8份、硬脂酸鈣20?33.5份、陽離子聚丙烯酰胺0.03?0.05份、辛酸亞錫0.2?1份、微量元素0.5?1份、甲苯二異氰酸酯65.5?82份、水2?5份。

【技術特征摘要】
1.一種聚氨酯載體，其特征在于由以下重量份的組份制成膨潤土 1-3份、聚醚多元醇53. 5-73份、聚乙二醇25-35. 5份、十二烷基苯磺酸鈉10-15份、司班803-5份、甘油5_8份、硬脂酸鈣20-33. 5份、陽離子聚丙烯酰胺0. 03-0. 05份、辛酸亞錫0. 2-1份、 微量元素0. 5-1份、甲苯二異氰酸酯65. 5-82份、水2-5份。2.根據權利要求I所述的聚氨酯載體，其特征在于所述膨潤土的純度為90%以上；其中，膨潤土中蒙脫石純度為85-90%。3.根據權利要求I所述的聚氨酯載體，其特征在于所述聚醚多元醇為聚醚330、丙二醇醚或聚氧化丙烯二醇中的一種或幾種。4.根據權利要求I所述的聚氨酯載體，其特征在于所述聚乙二醇分子量為300-500。5.根據權利要求I所述的聚氨酯載體，其特征在于所述陽離子聚丙烯酰胺分子量為700-1000。6.根據權利要求I所述的聚氨酯載體，其特征在于所述微量元素包括Na2Mo04、C...

【專利技術屬性】
技術研發人員：洪樹虎，陳吉龍，丁彩霞，邵鑫琴，張堃，洪凱，
申請(專利權)人：江蘇百納環境工程有限公司，
類型：發明
國別省市：