[發明專利]一種應用于水處理的蜂窩改性生物填料及其制備方法

無效

• 申請號: 201310180270.0
• 申請日: 2013-05-15
• 公開（公告）號: CN103224283A
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發明（設計）人: 徐立群;劉希邈;范志偉
• 申請（專利權）人: 上海立源水處理技術有限責任公司;南通立源水業科技發展有限公司
• 主分類號: C02F3/10
• 分類號: C02F3/10;C02F1/28
• 代理公司: 上海勝康律師事務所 31263
• 代理人: 張堅

技術領域

本發明屬于水處理材料技術領域，尤其涉及一種蜂窩生物填料的改性。

背景技術

生物填料是生物膜水處理技術的核心部件，填料的性能對于水處理工藝有很大的影響。目前，國內在廢水生物處理工藝中已開發了多種新型填料，但現有的填料在掛膜周期、掛膜量及膜與填料的緊密度方面存在不足。如果適當地提高材料的親水性，可望大大提高填料的傳質、掛膜和水處理性能。

目前關于活性炭在廢水降解中的作用，已有不少研究者進行了探索。活性炭有優良的吸附能力，能使生物細胞的外酶和有機物濃縮到固體表面，造成局部空間的高氧化速率，突破原有濃度平衡的界限，延長微生物與有機物的接觸時間，使得有機物被迅速、徹底降解，生物的氧化又使活性炭表面吸附能力得到恢復。活性炭在廢水的生物降解中具有較大潛力，但目前運用較多的還是直接將活性炭作為生物載體或者通過外加活性炭強化處理工藝，運用成本較高。

發明內容

為此，本發明所要解決的技術問題是提供一種親水性強的應用于水處理的蜂窩改性生物填料，該蜂窩生物填料相比現有技術，傳質、掛膜和水處理性能大大提高。

為解決上述技術問題，本發明采用如下的技術方案：

一種應用于水處理的改性蜂窩生物填料，其特征在于：填料由高分子基材制成，截面為蜂窩結構，所述填料在蜂窩的內外表面嵌入分布有活性炭顆粒，或者所述填料在高分子基材中混合有活性炭顆粒。

在本發明的優選實施方式中，所述蜂窩為均勻孔洞的六角蜂窩。

所述高分子基材是聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯或聚酯中的一種或幾種以任意比例混合。

所述填料的最終密度為0.86-1.10g/cm³。

所述活性炭粒度為10μm-2mm，添加比例占填料重量的0.5-30%。

另外，本發明還提供兩種應用于水處理的改性蜂窩生物填料的制備方法。

其中一種制備方法為：先將高分子基材在擠出機中通過填料模具擠出截面為蜂窩結構的填料，然后切斷，最后在保持填料溫度的同時，然后采用噴砂方式將活性炭顆粒均勻嵌入分布在填料的內外表面。

另一種制備方法為：先將高分子基材和活性炭顆粒進行混合，然后再用擠出機中通過填料模具擠出截面為蜂窩結構的填料，最后切斷。

本發明與現有技術相比，具有以下優點：

1.活性炭與填料的結合，使填料具有較強的親水性，增強了填料表面的潤濕性能和傳質性能，本發明的填料比普通塑料填料對水有更大的持重量。

2.分布在填料表面的活性炭顆粒可增大填料的比表面積，為微生物提供更多的附著生長點，增加了生物膜量，使微生物附著生長更加容易和緊密牢固，耐曝氣沖擊能力和耐負荷沖擊能力提高。

3.活性炭提高了填料表面粗糙度，使生物膜附著力增強，極大的改善了填料表面生物學性能。具有吸附能力的活性炭表面比一般填料表面更加粗糙易于微生物附著生長，從而縮短掛膜周期。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明進行詳細說明：

圖1為本發明的填料的截面示意圖。

圖中：

100填料，101-內、外表面

具體實施方式

噴砂方式

實施例1：稱取聚丙烯顆粒497.5g，粒度為0.01mm的活性炭2.5g。將聚丙烯顆粒移入擠出機中，通過填料模具成型，填料100的截面為六角蜂窩結構，切割制得500個。然后用噴砂機將活性炭均勻嵌入分布到填料的內、外表面101，從而獲得活性炭改性親水填料，所制的填料的密度約為0.98g/cm³。

將上述所制得的活性炭改性親水填料和普通聚丙烯塑料填料分別置于相同條件的MBBR反應池中，進行生活污水處理對比試驗。進水CODcr為250-400mg/L，活性污泥濃度為10g/L，曝氣量3mg/L，5天后本發明活性炭改性親水填料掛膜成功，CODcr去除率達到91%；而普通聚丙烯塑料填料掛膜時間為14天，穩定后CODcr去除率只有75%。

實施例2：稱取聚丙烯顆粒和聚乙烯顆粒各225g，粒度為0.5mm的活性炭50g。將聚丙烯顆粒與聚乙烯顆粒移入擠出機中，通過填料模具成型，截面為六角蜂窩結構，切割制得填料500個。然后用噴砂機將活性炭均勻嵌入分布到填料的內外表面，從而獲得活性炭改性親水填料，所制的填料的密度約為0.93g/cm³。