CN102888017A

CN102888017A - 一种提高悬浮滤料的原位活化改性效率的方法

Info

Publication number: CN102888017A
Application number: CN2012103554772A
Authority: CN
Inventors: 吴智仁; 徐畅; 蒋素英; 张波
Original assignee: Jiangsu Atk Environmental Engineering Design & Research Institute Co Ltd; ATK Holdings Group Co Ltd
Current assignee: JIANGSU ATK ENVIRONMENTAL ENGINEERING Ltd; ATK Holdings Group Co Ltd
Priority date: 2012-09-24
Filing date: 2012-09-24
Publication date: 2013-01-23

Abstract

本发明提供一种提高悬浮滤料的原位活化改性效率的方法，基于在PP树脂中混入富含羧基等酸性氧化基团的水热反应木质微粉末，从而增强PP树脂的表面湿润性、亲水性和生物亲和性，最终生产一种颗粒状PP亲水性悬浮滤材，通过PP滤材生产原材料的配方改变来提高悬浮PP滤料的原位活化改性效率；提高处理效率，整个脱氮系统只要控制一个独立建筑物，脱氮过程只需要控制好氧反应条件，同时不需要补充一定的缓冲液弥补硝化反应消耗的碱度，就能保证系统正常运行，完成高效脱氮，使得出水达到中水回用要求。同时实现污泥减量化，剩余污泥的产生量比原有处理方法要少30%，使得运行周期相对延长，减少反冲洗次数和反洗水量，降低了运行成本。

Description

一种提高悬浮滤料的原位活化改性效率的方法

技术领域

本发明涉及污水处理领域的生物脱氮技术，具体说是一种提高悬浮滤料的原位活化改性效率的方法。

背景技术

氨氮是废水中所含的主要污染物之一，目前水体中氨氮污染的情况加剧，废水脱氮已经成为严峻的任务。传统的废水脱氮处理系统，是将一部分好氧装置处理后的水回流到厌氧装置，这样，水中的氮组分在好氧处理装置中依靠硝化菌进行好氧硝化反应，而后回流至前置的厌氧处理装置中被厌氧反硝化，使得氮组分以氮气形式被彻底降解处理。为了将好氧硝化液回流，必须布置回流管和泵，这就使得工艺复杂化。另外还需要将厌氧反硝化处理装置置于好氧硝化处理装置后，好氧处理出水因在好氧装置中由于部分好氧异养生物作用，将消耗水中部分COD，使得流至反硝化装置的好氧出水缺乏反硝化过程必须的有机碳组分，就必须向水中补充碳源，增加了处理成本，同时管理操作难度大。专利号ZL99108469.1的中国发明专利，在整个过程中不要回流装置，直接将好氧硝化液流至厌氧装置，同时也不需要外加碳源，但是为保证污水中足够的含硫量，还需要补充硫源，这样就必须增加设备，同时硫源的加入量随进水水质不同而变化，所以操作控制困难。专利号为ZL95109609.5的中国发明专利“高浓度污水处理装置”和专利号为ZL99108469.1的中国发明专利“基于反硝化作用的水处理系统”均采用PP、EPS等悬浮发泡塑料颗粒用作生物滤池中的载体滤料。但以上基于PP、EPS等悬浮发泡塑料颗粒的高浓度污水处理装置和基于反硝化作用的处理系统，整个脱氮系统都需要控制2个或多个独立构筑物，此脱氮过程需要控制2种不同的反应条件，同时需要补充一定的缓冲液弥补硝化反应消耗的碱度，才能保证系统正常运行，所以系统运行条件控制困难，工艺结构复杂，处理时间较长。

基于以上情况，专利ZL201210245395.3公开了一种悬浮滤料的原位活化改性处理方法，主要针对现有废水脱氮处理系统运行条件控制困难，工艺结构复杂，处理时间较长的缺点，经原位活化改性处理后的滤材可以直接进行一级好氧脱氮，出水水质高，可直接利用。但ZL201210245395.3在技术方案实施中要求悬浮滤料在活化液中，先搅拌混合20-30小时，再浸泡1-3天，这对于大量悬浮滤料的原位改性必须要求拥有足够容积的活化池，活化滤材生产线规模小，供货量受到严重制约。因此开发一种提高悬浮滤料的原位活化改性效率的方法具有长足意义。

发明内容

发明目的：本发明针对现有技术中悬浮滤料活化时间最少需要48小时以上的技术瓶颈，提供一种提高悬浮滤料的原位活化改性效率的方法，基于该方法可以实现悬浮滤材在10小时之内完成活化过程，经活化后的滤材可以直接进行一级好氧脱氮、出水水质高，可直接回用。

技术方案：为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

本发明公开了一种提高悬浮滤料的原位活化改性效率的方法，其特征在于，它包括如下步骤：

（1）制备带有羧基酸性含氧官能团的水热反应活化微粉末：将含水率5～10%的木质材料与温度为180～250℃、压力为1.6～2.5Mpa的饱和蒸汽接触，进行水热处理，处理时间为10～20分钟，木质材料在饱和蒸汽作用下膨化；水热处理后的木质材料中羧基酸性官能团按物质的量计含量在30～40%，将带有羧基酸性官能团的膨化木质材料进行干燥粉碎，加工成平均粒径5～10微米的带有羧基酸性含氧官能团的水热反应活化微粉末木质材料；

（2）在PP树脂中加入步骤（1）制得的带有羧基酸性含氧官能团的水热反应活化微粉末木质材料；取10～30份的水热反应活化微粉末木质材料和70～90份的PP树脂进行混合，得到富含亲水性的羧基酸性含氧官能团的活化PP树脂；

（3）将步骤（2）制得的将活化PP树脂中混入发泡剂，发泡剂占活化PP树脂和发泡剂重量总和的2～5%；热加工促使活化PP树脂成型发泡，将发泡成型的PP材料进行切割粉碎，形成粒径在3～30mm范围的表面具有羧基酸性含氧官能团的颗粒状PP亲水性悬浮滤材；

（4）将步骤（3）制得的颗粒状PP亲水性悬浮滤材10～35份投入到25～65份的活化液中，以60～100转/分的速度搅拌1～3小时，再浸泡3～7小时；

（5）从活化液中将颗粒状PP亲水性悬浮滤材取出，晾干即可。

其中，步骤（3）中，200～230℃下，通过注入成型或压缩成型的方法进行热加工。

采用本发明提供的PP亲水性悬浮滤材使用ZL201210245395.3专利中公开的活化剂进行原位活化，仅需要10小时以下即可完成活化过程，同时活化改性处理后的PP悬浮滤材的废水脱氮处理系统同样也能实现以下功能：1）废水脱氮处理系统在同一个池中曝气同时去除C和N，使得运行控制工艺简单；2）在硝化前不用去除COD；3）不用为反硝化投加额外碳源；4）硝化、反硝化各自产生的酸碱能部分相互中和，减少药剂的投加；5）不需要进行出水回流，不设二沉池，减少设备占地面积和投资。

有益效果：本发明提供一种基于在PP树脂中混入富含羧基等酸性氧化基团的水热反应木质微粉末，从而增强PP树脂的表面湿润性、亲水性和生物亲和性，最终生产一种颗粒状PP亲水性悬浮滤材，通过PP滤材生产原材料的配方改变来提高悬浮PP滤料的原位活化改性效率。在以上基础上结合生物学、酶学机理等学科知识，对上述颗粒状PP亲水性悬浮滤材进行原位活性化处理，得到一种高附加性能的载体材料，能够促使优势菌的生产繁殖，提高处理效率，整个脱氮系统只要控制一个独立建筑物，脱氮过程只需要控制好氧反应条件，同时不需要补充一定的缓冲液弥补硝化反应消耗的碱度，就能保证系统正常运行，完成高效脱氮，使得出水达到中水回用要求。同时实现污泥减量化，剩余污泥的产生量比原有处理方法要少30%，使得运行周期相对延长，减少反冲洗次数和反洗水量，降低了运行成本。

具体实施方式：

根据下述实施例，可以更好的理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料配比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。

本发明的一种提高悬浮滤料的原位活化改性效率的方法，包括如下步骤：

1、制备带有羧基酸性含氧官能团的水热反应活化微粉末，采用如下步骤加工而成：

将含水率为5～10%的木屑等木质材料投入到水热反应装备内筒中，与温度为180～250℃、压力为1.6～2.5Mpa的饱和蒸汽接触，进行水热处理，处理时间为10～20分钟。内筒中木质材料所富含的半纤维素、木质素在水热反应条件下，被氧化生成羧基酸性官能团并在木质纤维内浸透蓄积。

水热处理后的木质材料中，羧基酸性官能团按物质的量计占木质材料总质量的含量30～40%，同时木质材料在饱和蒸汽作用下膨化；水热反应结束后，将带有羧基酸性官能团的膨化木质材料进行干燥、粉碎，加工成平均粒径5～10微米的带有羧基酸性含氧官能团的水热反应活化微粉末木质材料；

水热反应原理即水在高温高压下，水的性质相对常温水发生了巨大差异。在饱和蒸汽压下，水的密度、粘性、表面张力、电导率随着温度的上升逐渐减小，但是水的离子积随着温度上升逐渐增大，形成活性化的离子反应场，促使离子、分子的高速扩散，因此得到高速的反应速度。本发明从节省能量和操作等方面考虑，与木质材料接触的饱和蒸汽温度控制在180～250℃、水热反应压力1.6～2.5Mpa，在此条件下，木质材料中富含的半纤维素、木质素易被充分氧化成羧基等活性基团。但如果温度低于180℃，木质材料中富含的半纤维素、木质素将分解不充分，羧基酸性官能基团发生量少；饱和蒸汽温度超过250℃，木质材料中富含的半纤维素、木质素加速分解促使甲酸、乙酸、甲醛等副产物发生量的增加，而羧基酸性官能基团发生量减少，同时增加了活化微粉末木质材料挥发性气味。如果水热反应压力低于1.6Mpa木质材料中富含的半纤维素、木质素分解不充分，羧基酸性官能基团发生量少；高于2.5Mpa又出现木质素加速分解，羧基酸性官能基团发生量减少的倾向。如果水热反应时间超过20分钟，即生成的羧基酸性基团继续氧化分解，使得木质材料纤维内蓄积的羧基酸性基团量减少而影响水热反应活化微粉末物质质量。在水热反应结束后，装木质材料的内筒压力释放，压力一下子下降至1个大气压，在气体一下子释放过程中由于木质材料组织内部水蒸气的体积膨胀，木质材料的纤维被膨化甚至被破碎成粉末状，为得到微粉末，可采用不同型号的破碎机进行粉碎处理。经过水热处理膨化后的木质材料纤维脆化，仅仅需要很小的机械能量便可以将木质材料膨化物加工成平均粒径5—10微米的微粉末。

2、在PP树脂中加入步骤（1）制得的带有羧基酸性含氧官能团的水热反应活化微粉末木质材料，大幅度提高PP树脂的表面亲水性及生物亲和性。

水取10～30份的水热反应活化微粉末木质材料和70～90份的PP树脂进行混合，得到富含亲水性的羧基酸性含氧官能团的活化PP树脂；活化PP树脂因富含羧基酸性基团而使得加工成型的PP滤材颗粒具有较强的表面湿润性和亲水性。

3、将步骤2制得的活化PP树脂中混入发泡剂，其中发泡剂的重量占活化PP树脂和发泡剂总重量的2～5%。200～230℃下，通过注入成型、压缩成型等方法进行热加工促使活化PP树脂成型发泡，发泡剂在加热反应因产生氮气或二氧化碳等气体而促使活化PP树脂成型发泡，经发泡成型的PP材料进行切割粉碎，形成粒径在3—30mm范围的颗粒状PP亲水性悬浮滤材。

发泡剂重量如低于2wt%，所形成的PP滤材表面积低下；发泡剂重量如高于5wt%则发泡过度，虽然解决了表面积低下问题，但是经发泡后的PP滤材强度下降，不耐水流冲刷，易破损，使用年限少。

4、将步骤3制得的颗粒状PP亲水性悬浮滤材10～35份投入到25～65份的活化液中，以60～100转/分的速度搅拌1～3小时，再浸泡3～7小时。

5、从活化液中将颗粒状PP亲水性悬浮滤材取出，晾干即可。

生物膜的氨氮去除效果与生物载体材料表面酸性官能团有直接的关系，材料表面含有羟基、羧基等含氧官能团时，材料的湿润性提高，即为材料亲水性提高。亲水性微生物易于在亲水性载体材料表面附着，因此对细胞的粘附生长有积极的作用。载体材料的湿润性与载体材料表面的含氧官能团有着密切关系，尤其羧基官能团的含量对于调控载体材料上微生物固着厚度显得较为重要。过量的含氧官能团如羧基等能使得材料表面带有负电荷，引起与带有负电荷的微生物产生排斥作用，使得载体材料表面对微生物的固着能力下降。本发明中所产生的活化微粉末木质材料表面羧基酸性官能团的含量为30%以上，再以10～30份PP树脂的与70～90份活化微粉末木质材料混合。如果羧基酸性官能团的含量高于30%，则PP亲水性悬浮滤材表面带有较强的负电荷，与微生物产生排斥，微生物挂膜不易；如果羧基酸性官能团的含量低于10%；则材料的亲水性、湿润性没有明显优势，同样生物挂膜速度慢。

本发明所加工成型的PP亲水性悬浮滤材，具有良好的亲水性、生物亲和性。首先因材料表面具有羧基酸性活性化基团，所以PP亲水性悬浮滤材在ZL201210245395.3专利所述的活化剂条件下进行原位活化时，通过阳离子沉积法原理，在PP活化悬浮滤材浸没于ZL201210245395.3中所述的活化剂中，以60～100转/分速度搅拌1～3小时，再浸泡3～7小时，就能快速将Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺沉积于PP亲水性滤材颗粒表面，载体表面电位升高而带正电荷，接着利用静电吸力促进带负电荷的生物活化剂在载体表面快速固定，因此实现快速提高悬浮滤料的原位活化改性效率。

通过将原位活化改性的高附加功能的PP亲水性悬浮发泡塑料颗粒投入生物曝气滤池，人工投加专性异养硝化菌剂，通过鼓入空气进行曝气，微生物利用水中营养物质和高附加功能的PP活化悬浮颗粒中所吸附的活性剂，能激活专性异养硝化菌细胞活性，在短时间内形成生物膜，同时促进氨单加氧酶和羟胺氧化酶两种高活性酶的生成，快速启动系统运行。根据异养硝化微生物的硝化途径，它们可以在氧化过程中首先将氨转化为羟胺，羟胺再转化为亚硝酸根，其羟胺氧化酶将产生的电子传递给细胞色素c550，是反硝化酶系的电子供体，通过细胞色素c550将电子传给亚硝酸还原酶、一氧化氮还原酶、一氧化二氮还原酶，使亚硝酸根依次还原为一氧化氮、二氧化氮、氮气，最后c550将电子传递给细胞色素aa3氧化酶还原氧生成水。此时电子的传递比自氧硝化菌机制更有效率。在这情况下氧化NH3所必须的还原性辅酶Q要通过含碳底物的氧化来生成。即可利用碳源进行异养硝化，同时进行好氧反硝化。所以碳源和氧气对系统整个脱氮没有任何抑制，故整个反应控制在一个反应器中和一个反应条件下进行。

此时大量繁殖填充在上述高附加功能PP活化滤材上的异养硝化菌，利用固定于高附加功能PP活化滤材载体上的微量生物活性物质，在整个过程中产生的氨单加氧酶和羟胺氧化酶等酶在金属促进剂作用下，始终保持较高活性，形成活性酶。通过活性酶的功能作用，在整个脱氮过程中，作为生物反应催化剂，降低了反应所需的活化能，缩短了反应时间，实现快速降解污染物。还有在整个反应过程中，活性微生物和活性酶的共同作用下，能及时将老化脱落、死亡的菌体作为可利用有机物进行及时分解，始终维持滤料上一定的活性生物膜厚度，减少剩余污泥发生量，同时延长了滤池运行周期，减少反冲洗次数，节约能源，降低10%的运行成本。高附加功能载体PP活化悬浮颗粒具有的多孔性特点，使得专性异养硝化菌、氨单加氧酶和羟胺酶等活性酶能附着于孔内，运行过程中不会随出水流失，始终保持足够的量，维持较高的脱氮处理效果。

下述实施例中采用的生物活化剂加工方法：

1、生物活化剂（HW-1）加工方法：1）将8份猪肝打碎后与15份的小麦粉、5份酒精发酵酵母混合，然后加入8份葡萄糖调制；2）30℃常温发酵，膨化20小时，得到膨化物；3）在膨化物中加入步骤1）中一半量的小麦粉、酒精发酵酵母和葡萄糖，即7.5份小麦粉、2.5份酒精发酵酵母和4份葡萄糖进行重复发酵48小时，得到发酵物质；4）取步骤3）制得的发酵物质6份与5份麦曲、5份乳酸菌、5份枯草菌和3份酒精发酵酵母进行混合；5）在混合物中通入空气曝气，常温25℃培养30天；6）1个月后分解发酵液变稀薄，上清液中氨基酸、维生素等含量较高，对生物细胞具有较强的激活作用，此时的培养液即是一种生物活化剂，取出上清液即得生物活化剂。然后在上述生物活化剂中添加Cacl₂、MgSO₄、Fecl₂和水；其配置质量百分比例为：生物活化剂：Cacl₂:MgSO₄:Fecl₂:水=35%：5%：15%：5%：40%，即得原位活化液。

2、生物活化剂（HW-2）加工方法：1）将10份猪的胰脏打碎后与20份的高粱粉、10份面包酵母混合，然后加入10份脱脂乳调制；2）将步骤1）得到的混合物在40℃常温发酵，膨化24小时，得到膨化物；3）在膨化物中再加入步骤1）中一半量的小麦粉、面包酵母和葡萄糖，即10份高粱粉、5份面包酵母和5份脱脂乳进行重复发酵50小时，得到发酵物质；4）取步骤3）得到的发酵物质10份与8份麦曲、10份乳酸菌、10份枯草菌和7份酒精发酵酵母进行混合；5）在混合物中通入空气曝气，常温30℃培养32天；6）32天后，分解发酵液变稀薄，上清液氨基酸、维生素等含量较高，对生物细胞具有较强的激活作用，此时的培养液即是一种生物活化剂，取出上清液即得生物活化剂。然后在上述生物活化剂中添加CaSO₄、MgCl₂、FeCl₃和水；其配置质量百分比例为：CaSO₄:MgCl₂:FeCl₃:水=40%：8%：10%：7%：35%，即得原位活化液。

实施例1：

1、取含水率为10%的木屑5m³放置于容积为10m³的水热反应装备内筒中，关闭阀门，连续通入由热锅炉产生的饱和蒸汽15分钟，控制饱和蒸汽的温度为200℃，压力1.8Mpa，进行15分钟的水热反应。反应结束直接自动开启卸压阀进行排压。经水热反应后的木屑，在饱和蒸汽一下子卸压过程中被膨化，当水热反应装置中温度降至室温，取出水热反应内筒中的膨化木质屑，进行机械破碎，破碎粒径控制在5～10微米，制成活性木质材料微粉末，此时活性木质材料微粉末中含有羧基酸性活化基团按照物质的量含量为30%。

（2）在PP树脂中加入含有羧基酸性含氧官能团的水热反应活化微粉末。将28份活化微粉末木质材料与72份PP树脂进行充分混合，得到活性化PP树脂粉末。

（3）再以97份活性化PP树脂粉末与3份发泡剂进行再次混合，通过挤出成型热加工，控制温度180℃；在加工过程中因发泡剂受热反应产生氮、二氧化碳气体促使活性化PP树脂发泡成型，形成连续多孔发泡成型体，再经机械破碎切割，制成粒径为3～10mm不等规则的PP亲水性悬浮滤材颗粒（下述称PP⁺颗粒）。

比较例1：

将35份重量的粗糙多孔性发泡PP颗粒投入到25份生物活化剂（HW-1）中，以65转/分的速度搅拌22小时，浸泡1.5天后捞出自然风干。

将实施例1制得的35份重量PP⁺颗粒投入到25份生物活化剂（HW-1）中，以65转/分的速度搅拌3小时，再浸泡7小时，捞出自然风干。

针对富营养化河水进行水质净化效果评价，具体实施如下：实验从2012年6月份开始，实验装置都为3套同样规格的不锈钢材质的高密度生物膜过滤装置，装置高度为6300mm，直径为450mm，三个装置中滤层分别是①没有活化的PP颗粒、②活化的PP颗粒、③活化的PP⁺颗粒，滤层高度统一为4000mm。进水方式采用上向流方式，生化所需要的空气由空压机提供。运行时溶解氧控制为2-3ppm，实验水温控制在15-20℃。菌膜培养时，投入异养硝化菌（购买无锡微生物研究所W-12、下同）进行富集培养2天后，投入到3m³原水箱中，再按照500mg/L投入葡萄糖，整个培菌过程采用间隙进水形式培养，控制流量为200L/h，连续进水7小时，进行曝气培养。连续以这种形式培养1个星期挂膜成功。开始进水运行,控制水力停留时间（HRT）为2～3h，测得相关数据比较如下表:表1运行一个星期，表2运行二个星期.

表1

表2

结论：以上试验结果表明，使用PP⁺颗粒可以大大缩短活化时间，经过10小时活化的PP⁺颗粒，其处理效果与活化58小时的PP颗粒相当。使用了活化后的PP⁺颗粒、异养硝化菌、氨单加氧酶以及羟胺氧化酶的曝气生物滤池，能在好氧条件下获得良好的生物脱氮效果，是处理类似富营养污染水的一种有效途径。(SS为固体悬浮)

比较例2

将28份重量的粗糙多孔性发泡PP颗粒投入到35份生物活化剂（HW-2）中，以65转/分的速度搅拌16小时，浸泡2天后捞出自然风干。

将实施例1制得的28份重量的PP⁺颗粒投入到35份生物活化剂（HW-2）中，以65转/分的速度搅拌2小时，再浸泡5小时，后捞出自然风干。

基于活化后的悬浮PP颗粒和PP⁺颗粒，结合利用异养硝化菌、氨单加氧酶和羟胺氧化酶的曝气生物滤池处理居民小区生活污水。

实验装置为有机玻璃材质的高密度生物膜过滤装置，装置高度为3500mm，直径为350mm，每个装置中的滤层分别采用活化PP颗粒、活化PP⁺颗粒，滤层高度为2100mm。进水方式采用上向流方式，生化所需要的空气由空压机曝气装置提供。运行溶解氧控制为2-3ppm，实验水通过加热控制温度20℃。整个反应分别在一个系统中运行。菌膜培养时，投入异养硝化菌W-12，进行富集培养2天后，投入到3m³原水箱中，再按照500mg/L投入葡萄糖，整个培菌过程采用间隙进水形式培养，控制流量为100L-200L/h，连续进行7小时后停止进水17小时，进行曝气培养。连续以这种形式培养1个星期挂膜成功。开始进水运行，控制水力停留时间(HRT)为2小时，测得相关数据见表3

总结：上述试验结果证明，相对于PP颗粒，PP⁺颗粒的活化时间缩短了57小时。在相同条件下，对生活污水的处理效果，经活化后的PP⁺颗粒明显优于活化后的PP颗粒。在本次操作中，无需设备投加含碳、缓冲液物质，无需回流循环设备（如回流管道和回流泵），无需控制2个不同反应条件，无需沉淀池，只要控制在好氧的状态，一步即可实现脱氮目标。这样，在简化了系统结构，节省了占地面积，减少了管理控制要求之后，其出水也可以达到中水回用要求。

实施例2：

1、取含水率为5%的木屑5m³放置于容积为10m³的水热反应装备内筒中，关闭阀门，连续通入由热锅炉产生的饱和蒸汽20分钟，控制饱和蒸汽的温度为250℃，压力2.4Mpa，进行20分钟的水热反应。反应结束直接自动开启卸压阀进行排压。经水热反应后的木屑，在饱和蒸汽一下子卸压过程中被膨化，当水热反应装置中温度降至室温，取出水热反应内筒中的膨化木质屑，进行机械破碎，破碎粒径控制在5～10微米，制成活性木质材料微粉末，此时活性木质材料微粉末中含有羧基酸性活化基团按照物质的量含量为35%。

（2）在PP树脂中加入含有羧基酸性含氧官能团的水热反应活化微粉末。将28份活化微粉末木质材料与75份PP树脂进行充分混合，得到活性化PP树脂粉末。

（3）再以96份活性化PP树脂粉末与4份发泡剂进行再次混合，通过挤出成型热加工，控制温度200℃；在加工过程中因发泡剂受热反应产生氮、二氧化碳气体促使活性化PP树脂发泡成型，形成连续多孔发泡成型体，再经机械破碎切割，制成粒径为3～10mm不等规则的PP亲水性悬浮滤材颗粒（下述称PP⁺颗粒）。

比较例3：

将15份重量的粗糙多孔性发泡PP颗粒投入到25份生物活化剂（HW-1）中，以75转/分的速度搅拌22小时，浸泡1.5天后捞出自然风干。

将实施例2制得的15份重量PP⁺颗粒投入到28份生物活化剂（HW-1）中，以80转/分的速度搅拌1小时，再浸泡3.5小时，捞出自然风干。

其余的试验条件同比较例1，测得相关数据比较如下表（表4运行一个星期，表5运行二个星期）

表4

表5

结论：以上试验结果表明，使用PP⁺颗粒可以大大缩短活化时间，经过4.5小时活化的PP⁺颗粒，对于出水的COD、TN、TP、SS，其处理效果最好的是活化后的PP+颗粒，其次是活化后的PP颗粒，最后是PP颗粒。可见活化后的PP+颗粒在水处理方面更为优秀。

比较例4：

将10份重量的粗糙多孔性发泡PP颗粒投入到50份生物活化剂（HW-2）中，以65转/分的速度搅拌16小时，浸泡2天后捞出自然风干。

将实施例2制得的10份重量的PP⁺颗粒投入到50份生物活化剂（HW-2）中，以95转/分的速度搅拌1.5小时，再浸泡4小时，后捞出自然风干。

其余试验条件同比较例2，测得相关数据见表6

总结：上述试验结果证明，相对于PP颗粒，PP⁺颗粒的活化时间缩短了58.5小时。并且在相同条件下，对生活污水的处理效果，经活化后的PP+颗粒明显优于活化后的PP颗粒。另外在试验过程中，活化后的PP+颗粒，其挂膜速度也快于活化后的PP颗粒，并且前者的生物相相对于后者也较为丰富。

实施例3：

1、取含水率为7%的木屑5m³放置于容积为10m³的水热反应装备内筒中，关闭阀门，连续通入由热锅炉产生的饱和蒸汽20分钟，控制饱和蒸汽的温度为180℃，压力1.7Mpa，进行10分钟的水热反应。反应结束直接自动开启卸压阀进行排压。经水热反应后的木屑，在饱和蒸汽一下子卸压过程中被膨化，当水热反应装置中温度降至室温，取出水热反应内筒中的膨化木质屑，进行机械破碎，破碎粒径控制在5～10微米，制成活性木质材料微粉末，此时木质纤维中含有羧基酸性活化基团为40wt%。

（2）在PP树脂中加入含有羧基酸性含氧官能团的水热反应活化微粉末。将20份活化微粉末木质材料与80份PP树脂进行充分混合，得到活性化PP树脂粉末。

（3）再以98份活性化PP树脂粉末与2份发泡剂进行再次混合，通过挤出成型热加工，控制温度220℃；在加工过程中因发泡剂受热反应产生氮、二氧化碳气体促使活性化PP树脂发泡成型，形成连续多孔发泡成型体，再经机械破碎切割，制成粒径为3～10mm不等规则的PP亲水性悬浮滤材颗粒（下述称PP⁺颗粒）。

比较例5：

将20份重量的粗糙多孔性发泡PP颗粒投入到30份生物活化剂（HW-1）中，以75转/分的速度搅拌22小时，浸泡1.5天后捞出自然风干。

将实施例2制得的20份重量PP⁺颗粒投入到30份生物活化剂（HW-1）中，以80转/分的速度搅拌2小时，再浸泡6小时，捞出自然风干。

其余的试验条件同比较例1，测得相关数据比较如下表（表7运行一个星期，表8运行二个星期）

表7

表8

结论：以上试验结果表明，在出水效果的COD、TN、TP三项中，活化后PP+颗粒的是最好的，其次为活化后的PP颗粒，再次为PP颗粒，并且前两者明显优于第三者。而对于SS的去除，活化后PP+颗粒最好，其次为PP颗粒，最后为活化后的PP颗粒。可见，活化后PP+颗粒中的羧基酸性活化基团对于上述四项指标均有不俗的去除效果。

比较例6：

将30份重量的粗糙多孔性发泡PP颗粒投入到30份生物活化剂（HW-2）中，以65转/分的速度搅拌16小时，浸泡2天后捞出自然风干。

将实施例2制得的30份重量的PP⁺颗粒投入到30份生物活化剂（HW-2）中，以95转/分的速度搅拌2.5小时，再浸泡5.5小时，后捞出自然风干。

其余试验条件同比较例2，测得相关数据见表9

总结：上述试验结果证明，相对于PP颗粒64天的活化时间，PP⁺颗粒的活化时间为8小时，缩短了56小时。而处理效果方面，活化后的PP⁺颗粒在BOD、TN、TP、SS方面提高了1.5%、0.63%、-1.52%、0.44%。其中在TP去除方面活化后的PP⁺颗粒不如活化后的PP颗粒。在试验过程中，前者的生物相也比后者丰富，抗冲击能力也比后者强。

Claims

1.一种提高悬浮滤料的原位活化改性效率的方法，其特征在于，它包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种提高悬浮滤料的原位活化改性效率的方法，其特征在于，步骤（3）中，200～230℃下，通过注入成型或压缩成型的方法进行热加工。