[发明专利]一种油页岩半焦/聚乙烯醇复合固定化载体及其制备方法

说明书

本发明公开了一种油页岩半焦/聚乙烯醇复合固定化载体及其制备方法，属于污水处理技术领域。具体为将聚乙烯醇溶解于去离子水中制备均匀透明聚乙烯醇溶液；然后将油页岩半焦加入上述聚乙烯醇溶液中，高温搅拌成均匀混合液；再向混合液中依次加入OP‑10、硫酸和甲醛，搅拌后在高温下固化成型，洗涤、切块、干燥后得到所述的复合固定化载体。所述的复合固定化载体为多孔海绵状，密度为0.22～0.30g/cm³，孔隙率为60～92％，孔径为1～4mm。本发明原料易得，制作工艺简单，成本低廉，同时还解决油页岩副产品环境污染问题，本发明方法在污水处理领域具有很大的应用价值和前景。

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，涉及一种用于污水处理过程的微生物固定化载体，尤其涉及一种的油页岩半焦/聚乙烯醇复合固定化载体及其制备方法。

背景技术

我国水环境污染状况日益严重，开发高效废水处理新技术、新材料的需求越来越迫切。

传统的污水生化处理工艺采用微生物固定化技术，将选择性地筛选出的优势菌种加以固定，从而构成了一种高效的废水处理系统。这种技术与普通活性污泥法相比有诸多优点，其主要体现在：⑴高效微生物经固定化后，提高了反应器的处理效率和抗水力，使得有机负荷的冲击能力增强，污泥产量减少；⑵微生物经固定化后，对温度、pH值等的稳定性提高；⑶通过生物育种，可固定具有特殊功能的微生物以降解难分解的有机物；⑷由于能将微生物的理论停留时间提高到趋近无穷大，很好地解决微生物世代周期和停留时间方面的矛盾，使一些生长较慢的细菌得以在反应器中存活，从而大大提高了反应器的处理性能；⑸固定化微生物易于与产物分离；⑹固定化技术可以将菌藻混合后，一起固定，发挥菌藻的协同作用，提高处理效率。因此，固定化微生物及其处理污水技术在生物脱氮、难降解有毒有害废水和重金属废水的处理，以及地表水修复中展示出巨大的优势，在污水生化处理领域展现出了广阔高效的应用前景。

固定化微生物的污染物去除能力受到载体种类及其制备方法的影响。聚乙烯醇凝胶用于微生物固定化法报道较多。中国专利CN1883787报道一种聚乙烯醇包埋制备球形膨润土的方法，用于吸附去除水中污染物；CN1920018报道一种聚乙烯醇固定化细胞球状载体，其特征是将微生物细胞的悬浮液与聚乙烯醇、海藻酸钠混合溶凝胶固化。这些载体由于传质问题而影响其固定化效果。而CN101186720报道了一种污水处理用聚乙烯醇发泡材料，申请号200810150836报道了一种大孔网状聚乙烯醇泡沫载体等，使聚乙烯醇发泡体在生物固定化载体的应用领域有了很大的发展。

油页岩半焦是油页岩在隔绝空气的条件下采用低温干馏技术生产页岩油后产生的副产品，其主要成分是SiO₂、Al₂O₃，另外还含有数量不等的Fe₂O₃、CaO、MgO等。2000年初统计，世界页岩油储量总量为3741亿吨，中国探明资源量约315亿吨。工业提取页岩油后，产生大量的油页岩半焦，例如甘肃省窑街煤电集团有限公司每年半焦产量达60-100万吨，中国石化集团茂名石油化工有限公司每年就有油页岩半焦约300万吨。目前油页岩半焦主要用途是做为劣质煤燃料销往劣质煤电厂及水泥厂，但用量有限，大多数半焦作为废弃物堆存于土壤上，对土壤环境及周边植被造成破坏。另外半焦的售价较低，约为油页岩开采成本的15％左右，使产业链出现了严重的成本倒挂。因此，寻求新的油页岩半焦综合利用途径对于油页岩产业显得尤为关键。CN1919912报道了油页岩半焦聚烯烃母粒及其制备方法。CN105879835报道了以油页岩半焦为原料制备铀吸附材料的方法。CN101254922公开了一种用油页岩制油残渣制改性白炭黑的方法。CN101037204公开了一种用油页岩灰制备白炭黑的方法。这些发明及应用能够消耗掉一部分油页岩半焦，但开发新的油页岩半焦用途，变废为宝，已然是关注的热点。

发明内容

针对现有技术的上述问题，本发明提供一种油页岩半焦/聚乙烯醇复合固定化载体及制备方法。

本发明是通过以下技术方案来实现的：