CN110228847A - 一种新型弱磁性混合材质生物填料 - Google Patents

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肖玟羽
吴松洋
卞春林
李文彦
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Abstract

本发明公开了一种新型弱磁性混合材质生物填料，包括以下原料：聚丙烯粉、波斯纶、磁性四氧化三铁粉末、贝壳、淀粉；所述生物填料制备的步骤如下：(1)去除、洗净贝壳表面的灰尘杂质，烘干粉碎，焙烧；(2)磁性四氧化三铁研磨成粉末；(3)淀粉研磨成粉末；(4)按照四氧化三铁：淀粉：贝壳：聚丙烯粉＝5：5：10：80的比例混合，熔融；(5)波斯纶须绳竖立于模具底盘表面，再将聚丙烯混合材料浇筑到模具上得成品。本发明的有益效果为：利用磁效应，使微生物更快更好聚集在生物膜附近；增加填料的比表面积，增大自然挂膜几率；贝壳、淀粉增大聚丙烯表面的亲水性，缩短挂膜时间。

Description

一种新型弱磁性混合材质生物填料
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体是指一种新型弱磁性混合材质生物填料。
背景技术
生物填料是生物膜水处理技术的核心之一，是微生物赖以生长及进行新陈代谢的场所。生物载体填料的发展，也是生物膜法废水处理技术发展的关键。很久以来，生物填料主要以聚丙烯、聚乙烯或聚酯等为原材料而制成，在长期的污水处理应用中，逐渐暴露了其亲和性较差、挂膜速度和微生物附着生长繁殖缓慢等缺点，急需出现新型生物载体填料以改善上述问题。另外，生物膜在正常运行之前，要形成生物污泥，即“挂膜”。影响挂膜速率和挂膜量是生物填料发挥功能的一个重要因素。
中国专利CN201611160962.9揭示了一种生物填料，包括以下组分：聚乙烯、聚丙烯、氧化镁、氧化钙、氧化钾；各组分在所述生物填料中所占质量比为：聚乙烯5-5％，聚丙烯55-65％，氧化镁、氧化钙、氧化钾共计25-35％。该发明还公开了一种生物填料的制备方法。该发明的亲生物性强，挂膜效果好，能够加快适合水体的优势菌种的生长，从而提高水处理效能。但添加的成分复杂，为数量较多的无机物。
论文《高效新型生物填料应用于生物流化床的试验》提出了一种高效新型生物填料，是由聚氨脂和一定比例的多种稀土金属配比加工而成。填料的孔隙率为90％～95％,在水体中的相对密度介于1.0～1.05之间。填料具有良好的弹性,在水力、气流的搅拌和冲击下,填料自身形状会发生变化，此形状变化可保证填料内部、外部之间形成良好物质交换条件，但稀土金属的加入无形的增大了成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服以上技术缺陷，提供一种新型弱磁性混合材质生物填料。
为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种新型弱磁性混合材质生物填料，包括以下原料：聚丙烯粉、波斯纶、磁性四氧化三铁粉末、贝壳、淀粉；所述生物填料制备的步骤如下：
(1)去除、洗净贝壳表面的灰尘杂质，烘干粉碎，过50-300目筛，放入坩埚中升温焙烧后待用；
(2)将磁性四氧化三铁研磨成粉末待用；
(3)将结块的淀粉研磨成粉末待用；
(4)将步骤(1)、(2)、(3)所述材料按照四氧化三铁：淀粉：贝壳：聚丙烯粉＝5：5：10：80的比例进行混合，在160-180℃下成熔融状态备用；
(5)取若干波斯纶作为须绳竖立于模具底盘表面，再将步骤(4)中高温熔融状态的聚丙烯混合材料浇筑到模具上，平整、定型、降温，即得成品；
(6)将成品按照水处理运行参数的要求，进行安装，装置进水，形成生物膜后，进入正常的水处理工作周期。
进一步的，步骤(5)中所述的模具底盘为环形结构的聚丙烯底盘。
进一步的，步骤(5)中成品上的聚丙烯混合材料厚度为0.5cm。
进一步的，步骤(5)中波斯纶须绳长度为0.5cm，波斯纶须绳30-50根为一簇，每簇间距为1.0cm。
进一步的，步骤(5)中所述模具底盘的上下两面均设置波斯纶须绳。
本发明的有益效果为：本发明中利用了磁效应，使微生物更快更好的聚集在生物膜附近；聚丙烯材质是生物膜形成的良好载体，有利于微生物膜法处理多种来源的含有机物污水；利用波斯纶制成的须绳，表面具有多个细孔，增加了填料的比表面积，为微生物构建了生态微环境，易于挂膜且防止膜脱落,增大自然挂膜几率，提高污染物降解率，是一种优良的新型环保材料；贝壳、淀粉等物质的添加，增大了聚丙烯表面的亲水亲和性能，缩短了挂膜时间；本发明利用了价格低廉的材料，降低水处理成本的同时，带来社会效益。
附图说明
图1是一种新型弱磁性混合材质的环形生物填料示意图。
如图所示：1、聚丙烯底盘，2、波斯纶须绳。
具体实施方式
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
结合附图，一种新型弱磁性混合材质生物填料，包括以下原料：聚丙烯粉、波斯纶、磁性四氧化三铁粉末、贝壳、淀粉；所述生物填料制备的步骤如下：
(1)去除、洗净贝壳表面的灰尘杂质，烘干粉碎，过50-300目筛，放入坩埚中升温焙烧后待用；
(2)将磁性四氧化三铁研磨成粉末待用；
(3)将结块的淀粉研磨成粉末待用；
(4)将步骤(1)、(2)、(3)所述材料按照四氧化三铁：淀粉：贝壳：聚丙烯粉＝5：5：10：80的比例进行混合，在160-180℃下成熔融状态备用；
(5)以所需生物填料为聚丙烯底盘1为例，将聚丙烯底盘1设置为环形，取若干波斯纶作为须绳竖立于模具底盘表面，模具底盘的上下两面均设置波斯纶须绳2，再将步骤(4)中高温熔融状态的聚丙烯混合材料浇筑到模具上，平整、定型、降温，即得成品；成品上的聚丙烯混合材料厚度为0.5cm，波斯纶须绳2长度为0.5cm，一簇波斯纶须绳2包括30-50根，每簇间距为1.0cm；
(6)将成品按照水处理运行参数的要求，进行安装，装置进水，形成生物膜后，进入正常的水处理工作周期。
本发明在使用过程中，利用废弃贝壳作为添加物质，贝壳的主要成分为碳酸钙，能有效改善填料的生物活性,使得生物填料具有良好的生物亲和性，提高生物填料的机械性能，延长使用寿命；利用淀粉作为添加剂，价格低廉，也可增强填料与微生物的亲和性；利用四氧化三铁粉体作为添加剂，增大了填料的磁性，形成具有磁场效应的新型复合材料，使氧和微生物都能够较快的附着在填料表面，可以缩短生物滤池挂膜时间，提高水处理效果；利用波斯纶制成的须绳，因其表面具有多个细孔，使须绳的孔隙率可以增大到为95％以上，其在水体浮力作用下呈发射状，弹性好，为微生物构建了生态微环境，易于挂膜且防止膜脱落，增大自然挂膜几率，提高污染物降解率，是一种优良的新型环保材料。这种制备方法过程简单，安全无毒，原材料成本低廉，可以按照要求进行生产各种不同外型的填料。为增大挂膜面积，生物填料双面设置波斯纶须绳。
本发明能够有效利用价格低廉的两种主要原材料及几种添加剂，生产出一体化塑型的生物填料，具有良好的亲水亲和性能，进一步提高了填料的比表面积，使填料挂膜时间短，挂膜量大，预计自然挂膜时间将缩短一半，加快了生物滤池的启动；磁场效应在污水处理中发挥了很大作用，可以利用微生物的磁场效应提高污水的生物降解效率，原理是添加磁粉的每个填料就等同于微型的带有磁场的生物接触氧化反应器，使氧和微生物都能够较快的附着在填料表面，可以缩短生物滤池挂膜时间，提高水处理效果。
以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，只是本发明的实施方式之一，实际的实施方式并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种新型弱磁性混合材质生物填料，其特征在于：包括以下原料：聚丙烯粉、波斯纶、磁性四氧化三铁粉末、贝壳、淀粉；所述生物填料制备的步骤如下：
(1)去除、洗净贝壳表面的灰尘杂质，烘干粉碎，过50-300目筛，放入坩埚中升温焙烧后待用；
(2)将磁性四氧化三铁研磨成粉末待用；
(3)将结块的淀粉研磨成粉末待用；
(4)将步骤(1)、(2)、(3)所述材料按照四氧化三铁：淀粉：贝壳：聚丙烯粉＝5：5：10：80的比例进行混合，在160-180℃下成熔融状态备用；
(5)取若干波斯纶作为须绳竖立于模具底盘表面，再将步骤(4)中高温熔融状态的聚丙烯混合材料浇筑到模具上，平整、定型、降温，即得成品；
(6)将成品按照水处理运行参数的要求，进行安装，装置进水，形成生物膜后，进入正常的水处理工作周期。
2.根据权利要求1所述的一种新型弱磁性混合材质生物填料，其特征在于：步骤(5)中所述的模具底盘为环形结构的聚丙烯底盘。
3.根据权利要求1所述的一种新型弱磁性混合材质生物填料，其特征在于：步骤(5)中成品上的聚丙烯混合材料厚度为0.5cm。
4.根据权利要求1所述的一种新型弱磁性混合材质生物填料，其特征在于：步骤(5)中波斯纶须绳长度为0.5cm，波斯纶须绳30-50根为一簇，每簇间距为1.0cm。
5.根据权利要求1所述的一种新型弱磁性混合材质生物填料，其特征在于：步骤(5)中所述模具底盘的上下两面均设置波斯纶须绳。
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