[發(fā)明專利]改性廢棄蓮蓬殼的微生物填料及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010422663.8
• 申請日: 2020-05-19
• 公開（公告）號: CN111453836A
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王雨露;陳小奇;張玉紅;陳來福;楊振興
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南中車環(huán)境工程有限公司
• 主分類號: C02F3/00
• 分類號: C02F3/00;C02F3/34
• 代理公司: 湖南中澤專利代理事務(wù)所(普通合伙) 43259
• 代理人: 龍予倩

本發(fā)明提供一種改性廢棄蓮蓬殼的微生物填料及其制備方法。所述改性廢棄蓮蓬殼的微生物填料是由蓮蓬去其果實后改性加工而成。所述改性廢棄蓮蓬殼的微生物填料的制備方法包括清洗蓮蓬殼；烘干蓮蓬殼；加熱形成碳化蓮蓬殼；NH₄H₂PO₄溶液中浸泡后再次加熱形成多孔碳化蓮蓬殼；Ti(SO₄)₂溶液中浸泡、加入Na₂CO₃溶液后超聲反應(yīng)，并第三次加熱形成所述改性廢棄蓮蓬殼的微生物填料。本發(fā)明提供的改性廢棄蓮蓬殼的微生物填料及其制備方法解決了在將蓮蓬殼作為填料時所存在的生物降解性好、使用壽命較短，強度小、比表面積小、孔隙率低等缺陷。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物填料領(lǐng)域，具體涉及一種改性廢棄蓮蓬殼的微生物填料及其制備方法。

背景技術(shù)

生物膜法是污水處理中一種常用的工藝。通過污水與生物膜接觸，利用膜內(nèi)微生物對污水中的有機物進(jìn)行降解，使污水得到凈化，同時生物膜內(nèi)的微生物不斷生長與繁殖。生物膜法的關(guān)鍵是形成性能優(yōu)良的生物膜，而為生物膜提供附著生長固定的填料（或載體）作為生物膜法工藝的核心部分，其性能直接影響制約著工藝的處理效率，較好的生物學(xué)特性是填料作為生物膜反應(yīng)器內(nèi)微生物的載體所應(yīng)具備的主要性能。

目前，在生物膜法中所使用的填料主要分為無機和有機兩類。無機類填料主要有沸石、陶粒、礦渣等，其普遍具有機械強度高、化學(xué)性質(zhì)相對穩(wěn)定，比表面較大，原材料來源廣，價格低廉的優(yōu)點。但是，無機類填料存在著密度大，保持流化態(tài)能耗高，后期易破損，使用壽命不長的缺點。有機類填料主要由PVC、PE、PP材質(zhì)制成，其具有外形尺寸規(guī)整，密度接近于水，易于成流化態(tài)，使用壽命較長，比表面積大的優(yōu)點。但是，有機類填料存在著生物相容性較差，生物膜附著較慢，生物膜總量不高等不足。

蓮蓬在湖南、湖北等南方地區(qū)有著廣泛種植面積，是當(dāng)?shù)匾环N重要的經(jīng)濟作物。蓮蓬殼是蓮蓬去其果實后的產(chǎn)物，其主要成分為纖維素，且具有膨松多孔的結(jié)構(gòu)。然而，大部分蓮蓬殼作為廢棄物被棄用，未能得到資源化的利用，造成了資源的浪費。蓮蓬殼作為天然有機類填料具有親水性、生物相容性好的特性，但其也存在著生物降解性好而導(dǎo)致使用壽命較短，強度小、比表面積小、孔隙率低等缺陷，難以將其作為生物填料實際應(yīng)用于生物膜法。因此，必須對廢棄蓮蓬殼進(jìn)行改性，以提高其抗生物降解性、強度、比表面積、孔隙率等性能。

發(fā)明內(nèi)容

為解決將蓮蓬殼作為填料時所存在的生物降解性好、使用壽命較短，強度小、比表面積小、孔隙率低等缺陷，本發(fā)明提供一種解決上述缺陷的改性廢棄蓮蓬殼的微生物填料及其制備方法。

一種改性廢棄蓮蓬殼的微生物填料，其制備方法包括：

步驟1，清洗蓮蓬殼；

步驟2，烘干蓮蓬殼；

步驟3，將烘干后的蓮蓬殼在保護(hù)氣氛中以恒定的升溫速率加熱到600~1000℃，保溫反應(yīng)一段時間，形成碳化蓮蓬殼；

步驟4，將碳化蓮蓬殼置于NH₄H₂PO₄溶液中浸泡一段時間，然后在保護(hù)氣氛中以恒定的升溫速率加熱到600~1000℃，保溫反應(yīng)一段時間，形成多孔碳化蓮蓬殼；

步驟5，將多孔碳化蓮蓬殼置于Ti(SO₄)₂溶液中浸泡一段時間，然后加入Na₂CO₃溶液，再將盛有Ti(SO₄)₂、多孔碳化蓮蓬殼、Na₂CO₃的容器置于超聲波反應(yīng)器中，超聲反應(yīng)一段時間；將超聲反應(yīng)后的多孔碳化蓮蓬殼在保護(hù)氣氛中以恒定的升溫速率加熱到600~1000℃，保溫反應(yīng)一段時間，形成所述改性廢棄蓮蓬殼的微生物填料。