CN109607759A - 一种用于污水处理的改性生物膜填料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于污水处理的改性生物膜填料及其制备方法，由包含以下重量分数的原料制成：高密度聚乙烯（HDPE）60‑70%，牡蛎15‑25%，电气石10‑20%，聚乙烯醇2‑4%，阳离子聚丙烯胺1‑3%，滑石粉0.5‑1%；改性生物膜填料的密度为0.92‑0.97g/cm³，挂膜后该改性生物膜填料的密度为0.97‑1.03g/cm³；所述改性生物膜填料的接触角为75‑87°；制备方法包括:牡蛎壳清净、干燥、粉碎研磨后过筛，待用；将电气石粉碎研磨后过筛，待用：各原料经搅拌混合均匀；调节温度至150‑220℃使混合料软化，经模具真空定型、循环水冷却，在牵引机作用下，切割成型，得到填料成品。本发明的有益效果：具有良好的生物亲活性，强化微生物附着能力，有效提高填料快速挂膜能力，极强的脱氮除磷效果。

Description

一种用于污水处理的改性生物膜填料及其制备方法

技术领域

本发明涉及污水处理领域，具体来说，涉及一种用于污水处理的改性生物膜填料及其制备方法。

背景技术

生物膜法是一种基于传统活性污泥法，以生物膜载体为核心，在不增建构筑物的情况下，能有效提高污水处理性能的废水处理工艺。该废水处理工艺是使微生物固着在悬浮填料表面生长，通过废水与生物膜的相互接触进行固液两相传质，对废水中的有机物进行生物降解，使废水得以逐步净化，对于受有机物及氨氮污染的水体，生物膜法具有较高的处理效率。

目前，生物膜载体主要以聚乙烯、聚丙烯等高分子树脂材料直接制成，或者以聚乙烯、聚丙烯等高分子材料为基体，添加部分改性功能材料制备而成。但所制成的生物载体生物亲和性和亲水性较差、生物膜易脱落、活性组分分布不均匀、比表面积小，导致生物填料表面润湿、微生物附着生长特性欠佳，挂膜时间长，生物膜量少，微生物与填料紧密度不足等问题。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种用于污水处理的改性生物膜填料，能够利用天然生物物质表面的羟基、羧基等丰富的化学活性基团，利用微生物与天然生物质的同源亲和力，提供一种比表面积大、不易堵塞、易挂膜，价格低廉的高性能生物膜填料制备方法。

为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种用于污水处理的改性生物膜填料，包含以下重量分数的各原料组分：高密度聚乙烯（HDPE）60-70%，牡蛎15-25%，电气石10-20%，聚乙烯醇2-4%，阳离子聚丙烯胺1-3%，滑石粉0.5-1%，牡蛎壳主要成分为生物基碳酸钙，同时还含有多种生物体生长必需的微量元素，作为一种天然的生物矿物材料，牡蛎壳除了具有良好的生物亲和性能外，由于其形成过程本身就是无机碳酸钙与有机质有机结合的过程，在作为活性组分改性高分子材料方面，牡蛎壳粉能与聚乙烯更好地混合，同时又能提高填料机械性能。电气石是一种环状硅酸盐晶体矿物质，能够自发调节水体pH值，减小水分子缔合度，改善微生物生存环境，刺激脱氢酶活性和提高反硝化细菌活性等功能。

进一步的，所述改性生物膜填料的密度为0.92-0.97g/cm³，挂膜后所述改性生物膜填料的密度为0.97-1.03g/cm³。

进一步的，所述改性述生物膜填料的接触角为75-87°。

一种用于污水处理的改性生物膜填料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将牡蛎壳清洗干净，在105℃下干燥4-6h，粉碎研磨后过100目标准筛，待用；

（2）将电气石粉碎研磨后过200目标准筛，待用；

（3）将高密度聚乙烯（HDPE）、牡蛎、电气石、聚乙烯醇、阳离子聚丙烯酰胺和滑石粉按一定的配比投加到高速混合搅拌机中，经搅拌充分混合均匀后得到混合料；

（4）调节温度至150-220℃使混合料软化，经模具真空定型、循环水冷却，在牵引机作用下，切割成型，得到填料成品。

本发明的有益效果：

1、本发明所制的改性生物膜填料含有天然生物亲和成分，使生物膜填料具有良好的生物亲活性，强化微生物附着能力，有效提高填料快速挂膜能力。

2、本发明的改性生物膜填料比表面积高，吸附性强，有效防止生物膜脱落，具有极强的脱氮除磷效果。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

取70kg高密度聚乙烯（HDPE）、15kg牡蛎、10kg电气石、2kg聚乙烯醇、2kg阳离子聚丙烯酰胺和1kg滑石粉投加到高速混合搅拌机中，经搅拌充分混合均匀后得到混合料；将填料混合料投加到成型生产线，调节温度至200℃使得物料软化，经模具真空定型、循环水冷却，在牵引机作用下，切割成型，得到填料成品。

实施例2

取65kg高密度聚乙烯（HDPE）、20kg牡蛎、10kg电气石、3kg聚乙烯醇、1.5kg阳离子聚丙烯酰胺和0.5kg滑石粉投加到高速混合搅拌机中，经搅拌充分混合均匀后得到填料混合料；将填料混合料投加到成型生产线，调节温度至180℃使得物料软化，经模具真空定型、循环水冷却，在牵引机作用下，切割成型，得到填料成品。

实施例3

取60kg高密度聚乙烯（HDPE）、15kg牡蛎、20kg电气石、3kg聚乙烯醇、1kg阳离子聚丙烯酰胺和1kg滑石粉投加到高速混合搅拌机中，经搅拌充分混合均匀后得到填料混合料；将填料混合料投加到成型生产线，调节温度至160℃使得物料软化，经模具真空定型、循环水冷却，在牵引机作用下，切割成型，得到填料成品。

实施例4

取60kg高密度聚乙烯（HDPE）、25kg牡蛎、10kg电气石、2kg聚乙烯醇、2kg阳离子聚丙烯酰胺和1kg滑石粉投加到高速混合搅拌机中，经搅拌充分混合均匀后得到填料混合料；将填料混合料投加到成型生产线，调节温度至180℃使得物料软化，经模具真空定型、循环水冷却，在牵引机作用下，切割成型，得到填料成品。

对以上实施例1-4制备的成品生物膜填料进行测试，样品性能测试结果如表1所示，表中结果显示制备的生物膜填料具有高的比表面积，挂膜时间短。

表1 样品性能测试结果

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种用于污水处理的改性生物膜填料，其特征在于，由包含以下重量分数的原料制成：高密度聚乙烯（HDPE）60-70%，牡蛎15-25%，电气石10-20%，聚乙烯醇2-4%，阳离子聚丙烯胺1-3%，滑石粉0.5-1%。

2.根据权利要求1所述一种用于污水处理的改性生物膜填料，其特征在于，所述改性生物膜填料的密度为0.92-0.97g/cm³，挂膜后所述改性生物膜填料的密度为0.97-1.03g/cm³。

3.根据权利要求1所述一种用于污水处理的改性生物膜填料，其特征在于，所述改性生物膜填料的接触角为75-87°。

4.根据权利要求1-3任一项所述一种用于污水处理的改性生物膜填料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将牡蛎壳清洗干净，在105℃下干燥4-6h，粉碎研磨后过100目标准筛，待用；

（2）将电气石粉碎研磨后过200目标准筛，待用；

（3）将高密度聚乙烯（HDPE）、牡蛎、电气石、聚乙烯醇、阳离子聚丙烯酰胺和滑石粉按一定的配比投加到高速混合搅拌机中，经搅拌充分混合均匀后得到混合料；

（4）调节温度至150-220℃使混合料软化，经模具真空定型、循环水冷却，在牵引机作用下，切割成型，得到填料成品。