[发明专利]一种防压实丝瓜络复合填料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种防压实丝瓜络复合填料及其制备方法和应用，所述复合填料包括鲍尔环和填充在所述鲍尔环内部的丝瓜络，所述鲍尔环的内表面及外表面均包裹有一层生物相容性较好的PDMS薄膜。本发明通过将鲍尔环、丝瓜络和PDMS三者按照特定方式结合，从而得到了一种对VOCs具有很好吸附和捕集性能，且较适合微生物附着生长的复合填料，十分适合用于生物滴滤净化VOCs系统，且制备方法简单，原料廉价易得，后处理方便，鲍尔环与PDMS复合骨架可再次利用，其余部分可实现自然降解，环保性好。

技术领域

本发明涉及废气治理领域，尤其涉及一种防压实丝瓜络复合填料及其制备方法和应用。

背景技术

挥发性有机物(VOCs)的排放具有废气种类多、排放行业多、排放源分散、排放总量大、浓度不稳定等特点，处理难度较大。不仅污染环境，而且威胁着生命健康，一直以来都是重点关注的一大类气态污染物。

治理VOCs气体的方法众多，与其它方法相比，生物法因具有工艺流程简单、无二次污染等优点而得到广泛的研究和应用。生物法包括生物洗涤法、生物过滤法和生物滴滤法，其中生物滴滤法是在生物过滤基础上发展而来的技术，其净化效果更好，尤其在处理疏水性VOCs方面更具优势，得到了广泛的研究和应用。

生物滴滤塔内主要由填料和微生物构成，填料是完成气液传质交换的场所，微生物附着在其表面和内部逐渐形成生物膜，成膜效果的好坏关系到滴滤塔对VOCs的净化性能，因此，填料的性能十分重要。目前用于生物滴滤塔内的填料主要有陶粒、活性炭、聚氨酯海绵、火山岩、改性硅藻土等惰性填料，也有椰壳等非惰性填料。传统填料的性能已得到了广泛的探究，目前对于填料的改良和新型填料的开发更加有利于提高滴滤塔的性能。非惰性填料可被微生物部分降解，聚氨酯海绵等一类疏松多孔的填料质地较为松软，这些填料在使用初期表现出良好的性能，如易于微生物附着，挂膜迅速等，但长期使用后的性能往往不够稳定，易因生物膜的过量代谢和积累而逐渐被压实。填料的压实会导致床层压损增大，去除效率下降，减短滴滤塔的运行寿命，最终停止运行。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种防压实丝瓜络复合填料及其制备方法和应用。该防压实丝瓜络复合填料具有制备方法简单，对菌液吸附性能好，挂膜操作简便，对VOCs捕集效率高等优点。

第一方面，本发明提供一种防压实丝瓜络复合填料，包括鲍尔环和填充在所述鲍尔环内部的丝瓜络，所述鲍尔环的内表面及外表面均包裹有一层厚度为0.3μm～0.6μm的聚二甲基硅氧烷(PDMS)薄膜。

本发明所述鲍尔环为塑料制品，具有一定的硬度，长期运行后形态基本不变，具备防压实特性，其具有气通量大、阻力小等优点，但由于孔道过大，在用于废气处理时，前期不易挂膜，净化效率不够理想。丝瓜络是一种生物质材料，其天然的无规则孔道结构具有比表面积大、吸附性能好等优点，但与大部分疏松多孔、质地松软的填料一样，丝瓜络在滴滤塔长期使用后也很容易变形。本发明将鲍尔环和丝瓜络结合起来，具体为将丝瓜络填充于鲍尔环，并在鲍尔环表面设置一层PDMS薄膜，既有利于鲍尔环与丝瓜络衔接，又增强鲍尔环的生物相容性，从而得到了一款对VOCs具有很好吸附和捕集性能的复合填料，十分适合用于生物滴滤系统净化VOCs。而且，本发明所用材料廉价易得，为类似丝瓜络等生物质材料的使用提供了新的思路和方法；使用后易于处理，鲍尔环与PDMS骨架可再次利用，其余部分可实现自然降解，环保性好。

需要说明的是，鲍尔环的尺寸根据后续应用设备滴滤塔的内径而定，重点在于鲍尔环采取较密集的圆形拓扑方式堆积后，圆的直径与滴滤塔内径相当。

进一步地，所述丝瓜络为条状，长度与所述鲍尔环的高度相等，宽度与所述鲍尔环骨架的底部半径相差不超过5％。

本发明将丝瓜络设计成上述尺寸，既可以实现良好的生物挂膜、吸附作用，又可以保证整个复合填料的稳定性。经试验证明，本发明制作的复合填料在使用过程中未出现丝瓜络被微生物大量降解而随循环液排出的现象，具有很好的稳固性。