[發明專利]可降解生物親和性水處理填料及其制備方法

有效

• 申請號: 201310362713.8
• 申請日: 2013-08-19
• 公開（公告）號: CN103408129A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 王吟;陳翔;宋奔奔;吳凡
• 申請（專利權）人: 中國水產科學研究院漁業機械儀器研究所
• 主分類號: C02F3/10
• 分類號: C02F3/10;C02F3/00
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 韓國輝

技術領域

本發明屬于水處理領域，具體涉及一種可降解生物親和性水處理填料及其制備方法，主要用于生化法養殖廢水中氨氮的去除、磷的去除以及其它有機物的去除處理，也可以用于其它污水處理領域。

背景技術

氨氮是水產養殖廢水中的主要污染物，也是最難以去除的物質。其主要來源是殘余的餌料和養殖對象的排泄物。氨氮對人類最突出的危害就是使水體富營養化，破壞水體生態平衡。大量含氨氮廢水進入水體，水體中植物營養過剩導致水生生物的大量繁殖，主要是各種藻類的大量繁殖，使魚類生活空間越來越小，影響和破壞水體生態平衡；而且，非離子態的氨氮對養殖對象可以直接產生毒性，影響其生長發育，給水產養殖帶來極為嚴重的后果和巨大的經濟損失。

在現有氨氮廢水的處理技術中，生物膜法以其處理效率高，耐沖擊負荷，運行穩定，污泥產量小及經濟節能等優點被廣泛應用。生物處理除氨氮時通過微生物的硝化-反硝化作用將氨氮最終轉化為氮氣，或者通過生物體的轉化、吸收等作用將污染物氨氮作為自身的營養物質吸收或加以利用，最終達到從水體中移出的目的。而生物填料則是廢水生物處理技術的核心之一，它的材質和表面性能將直接影響微生物的附著、生長，進而影響廢水的處理效果。目前常見的生物填料主要以聚丙烯、聚乙稀、醛化維綸等高分子材料制成，但是在實際應用中，人們發現這些塑料填料的親水性和生物親和性能較差，導致在掛膜速度、掛膜量以及膜與填料的緊密度方面存在不足。目前已有廠家生產改性生物填料,通過進行親水性和生物親和性改性,使得微生物更易吸附在填料上,提高微生物對水中污染物的分解能力。但是，由于養殖廢水生物耗氧量（Biological?Oxygen?Demand，BOD）普遍較低，而在過程中需要大量的碳源，若處理低碳高氨氮廢水，就必須增加額外的碳源，使處理成本增加。天然高分子材料由于原料比較容易獲得，成本較低，同時對微生物無毒害作用，傳質性能好，若利用該種材料作為固體碳源和生物膜載體并加以改性，不僅能夠增強生物填料的親水性和生物親和性，同時可以大大降低投加額外碳源的成本，促進硝化細菌和反硝化細菌的增長。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能增強載體表面的親水性、生物親和性及微生物附著量，并且能提高生物載體對氨氮硝化-反硝化能力及去除率的可降解的生物親和性水處理填料，作為高分子改性生物膜載體，同時還提供了上述材料的加工工藝。

本發明的技術方案如下：

一種可降解的生物親和性水處理填料，由可降解生物親和性母粒和發泡劑制成，所述可降解生物親和性母粒由以下重量份的成分組成：

可降解高分子材料40～70份、填充料10～40份、天然生物質粉末10～25份、吸附劑1～3份、營養鹽0.5～1份、偶聯劑0.5～1份、潤濕劑0.5～1份、其它添加劑3～7份；

所述可降解高分子材料包括聚3-羥基烷酸酯、聚乳酸、聚ε-己內酯和聚丁二酸丁二醇酯；

所述填充料為輕質碳酸鈣或羥基磷灰石；

所述天然生物質粉末為糖蜜、纖維素或淀粉中的一種或兩種以上的混合物；

所述吸附劑為沸石粉、硅藻土或粉末活性炭；

所述營養鹽包為亞鐵鹽和鎂鹽按摩爾比為10:（0.5～5）的混合物，其中亞鐵鹽為氯化亞鐵或硫酸亞鐵，鎂鹽為氯化鎂或硫酸鎂；

所述偶聯劑包括硅烷偶聯劑、鉻絡合物偶聯和鈦酸酯偶聯劑；

潤濕劑為白油；

其它添加劑為聚乙烯醇、硬酯酸和氯化鈣按1:1:（0～2.5）的質量比組成的混合物。

所述母粒的各原料的細度不低于200目。

上述可降解的生物親和性水處理填料密度在0.96～0.98kg/L。

上述可降解的生物親和性水處理填料的制備方法包括以下步驟：

（1）將上述母粒的配料置于混合器中混勻，送入造粒機加工成顆粒物，得可降解生物親和性母粒；

（2）將步驟（1）所得母粒與發泡劑混合，混合后的密度在0.96～0.98kg/L，送入擠出機筒內，從機頭模具口擠出，經定徑、冷卻定塑、切割定型得到特定形狀的填料產品。

本發明相比現有技術具有如下優點：

本發明的生物膜載體密度接近于水，掛膜前0.96～0.98g/cm³，掛膜后約等于1kg/L，使其在反應器內易于與水流混合流動。