[發明專利]一種具有強化產甲烷功能的填料制備及應用方法

有效

• 申請號: 202011281364.3
• 申請日: 2020-11-16
• 公開（公告）號: CN112390359B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 馮華軍;陶海波;汪銳;陳禹杞;汪美貞;徐穎峰;沈東升
• 申請（專利權）人: 浙江工商大學
• 主分類號: C02F3/28
• 分類號: C02F3/28;C02F3/34;C02F101/30
• 代理公司: 北京精金石知識產權代理有限公司 11470
• 代理人: 尉月麗

1.一種具有強化產甲烷功能的填料，其特征在于：所述填料的原料按重量份數計，包括：鏈增反應劑100份、活化劑A 1-5份、活化劑B 1-5份、發泡劑2-10份、穩定劑0-2份、異氰酸酯40-50份以及功能產甲烷物質10-30份；所述鏈增反應劑由聚烯烴塑性體與親水型聚醚多元醇按一定比例混合，其中聚烯烴塑性體30-70份，親水型聚醚多元醇30-70份，混合為100份，所述活化劑A為質量分數20％-30％的二甲胺、40％-50％的稀硫酸、30％-50％的季戊四醇按質量比1:1:1混合而成的混合物，所述活化劑B為質量分數10％-20％的二辛基錫、30％-40％的二月桂酸二丁基錫、30％-50％的季戊四醇按質量比1:1:1混合而成的混合物，所述發泡劑為飽和碳酸氫銨和二氯甲烷溶液中的一種或兩種，所述穩定劑為有機硅油和丙三醇的混合物，兩者質量比為1:0.5-1.5，所述功能產甲烷物質為導電硅膠、活性炭和磁鐵礦中的一種與石墨粉按質量比為0.5-1.5:1混合而成的混合物；所述填料按照以下方法制備：(1)將鏈增反應劑、活化劑、發泡劑、穩定劑以及功能產甲烷物質混合攪拌，制得混合試劑；(2)將異氰酸酯加入混合試劑中，離心攪拌，倒入發泡容器靜置，得發泡體；(3)將發泡體恒溫固化，通入氮氣，即得聚氨酯海綿；(4)將聚氨酯海綿置于密封裝置中，通入H₂和N₂并保持真空下點火爆破，待海綿孔膜脫除，即獲得強化產甲烷的新型功能填料；所述步驟(1)中攪拌速度為1000-1400r/min，攪拌時間為10-20min，所述步驟(2)中溫度控制在20-25℃，攪拌速度為1400-1600r/min，攪拌時間為5-7s，靜置時間為4-10min，所述步驟(3)中固化溫度為35-45℃，固化時間為13-16h，所述步驟(4)中H₂和N₂的比例為1:1-3，真空度為0.03MPa-0.1MPa。

2.根據權利要求1所述的填料，其特征在于：所述聚醚多元醇采用兩官能度，兩官能度聚醚多元醇的分子量為300-18000。

3.根據權利要求1所述的填料，其特征在于：所述異氰酸酯為二苯基甲烷二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯和甲基環已基二異氰酸酯中的一種或多種。

4.根據權利要求1所述的具有強化產甲烷功能的填料的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

(1)將鏈增反應劑、活化劑、發泡劑、穩定劑以及功能產甲烷物質混合攪拌，制得混合試劑；

(2)將異氰酸酯加入混合試劑中，離心攪拌，倒入發泡容器靜置，得發泡體；

(3)將發泡體恒溫固化，通入氮氣，即得聚氨酯海綿；

(4)將聚氨酯海綿置于密封裝置中，通入H₂和N₂并保持真空下點火爆破，待海綿孔膜脫除，即獲得強化產甲烷的新型功能填料。

5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于：步驟(1)中攪拌速度為1000-1400r/min，攪拌時間為10-20min；步驟(2)中溫度控制在20-25℃，攪拌速度為1400-1600r/min，攪拌時間為5-7s，靜置時間為4-10min。

6.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于：步驟(3)中固化溫度為35-45℃，固化時間為13-16h。

7.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于：步驟(4)中H₂和N₂的比例為1:1-3，真空度為0.03MPa-0.1MPa。

8.根據權利要求1所述的具有強化產甲烷功能的填料的應用方法，其特征在于：填料在厭氧池中投配體積比為15％-50％，水力停留時間48-72h，厭氧污泥濃度為8-20gMLVSS/L；有機廢水濃度為2000-8000mg/L；反應溫度20-40℃；C:N:P＝100-200:5:1，pH控制在6.8-7.2；在投配填料的同時向厭氧池中接種導電微生物。

9.根據權利要求8所述的應用方法，其特征在于：接種的導電微生物為Geobacter屬、Shewanella屬和Oneidensis屬中的一種或多種；接種方法為每次接種量為總體積的1％-2％，每3-6天接種一次，接種菌液OD值為0.05-2。