[发明专利]蒽醌化合物改性亲水性载体的制备方法及应用

说明书

本发明属于水处理领域，涉及含污染物废水的处理领域，具体是蒽醌化合物改性的亲水性载体的制备方法及应用，将无机填料和亲水处理的塑料等载体与环氧基硅烷偶联剂反应，得到环氧改性载体，再利用环氧基团与含氨基蒽醌化合物和氨基封端聚乙二醇反应，得到蒽醌化合物和聚乙二醇改性的载体，其中的蒽醌化合物具有加速偶氮染料、硝酸盐等的生物降解，聚乙二醇的亲水性可以提高载体与含偶氮染料、硝酸盐等的废水的相容性，从而进一步提升蒽醌化合物的性能。本发明得到的蒽醌化合物改性的亲水性载体可广泛应用于污水处理。

技术领域

本发明涉及水处理工程领域，具体涉及蒽醌化合物改性亲水性载体的制备方法及应用。

背景技术

偶氮染料具有鲜艳的色泽、较高的固色率和良好的染色牢度，在印染行业广泛应用，但是产生的废水对生态环境和人体健康造成了极大的威胁。传统的处理方法包括混凝-絮凝法、膜处理法、化学吸附法等不能完全消除偶氮染料的污染，而且容易引起二次污染。

硝酸盐是另一类对人体和环境具有较大危害的化学物质。过度施用的化肥、生活污水及粪便、工业污水等含有的氨态氮及硝态氮，经由土壤、水体等进入自然环境，是引发水体富营养化的主要物质之一。常规生化处理工艺一般只能将氨态氮转变为硝态氮，硝态氮的还原因为反硝化效率低而在一般处理工艺中无法高效完成。

对这类废水的处理主要是化学法和生物法。生物法的应用前景更好，尤其厌氧-好氧工艺是处理这类废水的最有效也是最广泛使用的方法，如何提高微生物还原染料、硝酸根的速率一直是这类工艺的重点。

研究者发现含有醌基的氧化还原介体能够有效的加速偶氮染料、硝酸盐等的生物转化过程，提高降解速率，这是由于含有醌基的氧化还原介体能够有效提高电子传递能力，实现电子加速从供体到最终电子受体(偶氮染料、硝酸盐等)的传递速度，使有机污染物的还原降解速率提高几个数量级。

而含醌基的氧化还原介体由于分子量较小，直接加入到水处理体系中易流失造成二次污染和连续投料成本高的缺点。将含醌基的氧化还原介体固定在不溶于水的物理载体上，是比较可行的工业化方法，既有可以反复利用的优点，又不容易流失，避免二次污染的发生。比如公告号CN106830311A的中国发明申请专利公开了采用含羟基大孔泡沫作为物理载体物理吸附氧化石墨烯和化学接枝蒽醌化合物，授权公告号CN105668767B的中国发明授权专利公开了氧化石墨烯和/或羰基化改性氧化石墨烯为非溶性氧化还原介体功能材料，添加到聚乙烯或聚丙烯颗粒中挤出，制备非溶性氧化还原介体型生物载体，授权公告号CN101862680B的中国发明授权专利公开了一种多孔无机填料固定醌化合物的制备方法。

但是，这些方法在实际应用中存在接枝蒽醌化合物后的载体或填料与工业废水的相容性并不好，经过研究发现原因是接枝蒽醌化合物后的载体或填料表面的亲水性较低，限制了其与工业废水中偶氮染料、硝酸盐等的相容性，也影响了与降解细菌的相容性。降低相容性意味着降低降解速率。基于此，本申请的发明人对接枝蒽醌化合物的载体进行亲水性研究。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供蒽醌化合物改性亲水性载体的制备方法。

本发明的另一个目的在于提供蒽醌化合物改性亲水性载体。

本发明还有一个目的在于提供蒽醌化合物改性亲水性载体的应用。

本发明的技术方案如下：

一种蒽醌化合物改性的亲水性载体的制备方法，包含以下步骤：

步骤一：按重量份数，将5-10份含环氧基硅烷偶联剂加入到100份体积比95:5的醇水溶液中，搅拌0.5小时，加入20-50份载体，搅拌1小时，升温至50-70℃，继续反应0.5-1小时，过滤，滤出固体用无水乙醇清洗3次，干燥，得到环氧基改性载体；