[发明专利]一种废水脱氮用功能材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种废水脱氮用功能材料，本发明还涉及一种该功能材料的制备方法。

背景技术

我国水资源相对贫乏，人均占有水量仅为世界人均占有量的25％，而水资源的污染却日益严重。根据我国环境监测部门的一项调查表明：全国江河水质污染类型为富营养化，主要营养性污染物为氨氮和总氮，水体中氨氮主要来源于工业排放的含氮废水和生活污水，废水或者污水处理中一般采用微生物进行脱氮处理，填料中用的功能材料作为微生物的载体，其材质及制作工艺对废水处理过程的效率、能耗、稳定性及可靠性均有直接影响，现有的功能材料有很多，如聚乙烯醇、聚丙烯等，但存在亲水性差，导致微生物附着困难，脱氮能力差，以及强度不高易断裂的缺点。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种亲水性好、易于使微生物吸附、脱氮能力强并且断裂强度高的功能材料。

本发明的另一个目的是提供该功能材料的制各方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种废水脱氮用功能材料，该功能材料包括亲水性树脂、粘结在所述亲水性树脂上的无机纳米粉体，所述无机纳米粉体在所述功能材料中占的比例为5％～20％(重量百分比)。

形成所述功能材料的原料包括60％～85％的溶剂、15％～30％聚合成树脂用单体、0.01％～0.2％的引发剂、0.1％～2％的链转移剂、1％～5％的分散剂、5％～20％的无机纳米粉体，其中所述溶剂、所述聚合成树脂用单体、所述引发剂、所述链转移剂、所述分散剂合成所述亲水性树脂，所述溶剂为二甲亚砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺中的一种或者其任意混合的混合物，所述聚合成树脂用单体包括60％～80％第一单体、10％～25％第二单体、5％～25％第三单体，所述第一单体为烯烃腈，所述第二单体为烯烃酸或烯烃酸酯或其混合物，所述第三单体为烯烃酸磺酸盐，所述引发剂为偶氮二异丁腈或过硫酸钾中的一种，所述链转移剂为十二硫醇，所述分散剂为三乙基己基磷酸、十二烷基磺酸钠、聚丙烯酰胺中的一种或其任意混合的混合物。

所述无机纳米粉体为纳米蒙脱土粉体、纳米硅藻土粉体、纳米高岭土粉体中的一种或其任意混合的混合物。

所述烯烃腈为丙烯腈、丁烯腈或其混合物。

所述第二单体为丙烯酸、丁烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丁烯酸甲酯或者其任意混合的混合物。

所述烯烃酸磺酸盐为丙烯酸磺酸钠、丙烯酸磺酸钾、甲基丙烯酸磺酸钠或者其任意混合的混合物。

形成所述功能材料的原料还包括乙二醇。

所述溶剂溶解所述聚合成树脂用单体、所述引发剂、所述链转移剂、所述分散剂，在50℃-90℃以及搅拌速度为100r/min～600r/min下进行聚合反应，反应时间为0.2h-2h，合成所述亲水性树脂，然后再加入所述无机纳米粉体，搅拌速度为800r/min～1500r/min下，反应时间为6h-12h，即制得所述功能材料。

将制得的所述功能材料置于乙二醇中，在150℃～170℃进行碱性反应，使所述功能材料表面的氰基水解成羧基。

由于本发明采用了以上的技术方案，其优点如下：该亲水性树脂的表面带有亲水性基团，便于使微生物吸附，且微生物依附在材料的表面上后也不易脱落，使得微生物的脱氮能力稳定持久，该功能材料中添加了无机纳米粉体，该纳米粉体可以增加材料表面的粗糙度，从而加强微生物的稳定地吸附，而且纳米粉体粘结在树脂上，使得材料内部形成的空隙微小，从而减缓了材料在受到水流冲击时的应力变化，增加了该材料的断裂强度。

具体实施方式

下面进一步阐述本发明。

一种废水脱氮用功能材料，该功能材料包括亲水性树脂、粘结在亲水性树脂上的无机纳米粉体，无机纳米粉体在功能材料中占的比例为5％～20％(重量百分比)。该亲水性树脂的表面带有亲水性基团，便于使微生物吸附，且微生物依附在材料的表面上后也不易脱落，从而提高了废水处理工艺的稳定性。该功能材料中添加了无机纳米粉体，该纳米粉体可以增加材料表面的粗糙度，从而使得微生物可以稳定地吸附，提高材料的脱氮能力，而且纳米粉体粘结在树脂上，使得材料内部形成的空隙微小，从而减缓了材料在受到水流冲击时的应力变化，从而增加了该材料的断裂强度，使得功能材料的有效使用时间增长，降低了使用成本。