[發(fā)明專利]聚乙烯生物膜載體材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810508701.4
• 申請(qǐng)日: 2018-05-24
• 公開（公告）號(hào): CN108715647B
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鐘淦基;賴波;謝旭龍;徐家壯;李忠明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號(hào): C08J9/08
• 分類號(hào): C08J9/08;C08L23/06;C08L71/02;C02F3/10
• 代理公司: 成都眾恒智合專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51239
• 代理人: 劉華平

本發(fā)明公開一種聚乙烯生物膜載體材料及其制備方法，包括如下步驟：將聚乙烯、聚環(huán)氧乙烷、碳酸鈣混合均勻，得到混合物；將所得到的混合物通過雙螺桿擠出機(jī)熔融混合，得到三元復(fù)合物；將所得到的三元復(fù)合物經(jīng)過冷卻，然后造出長(zhǎng)度為2～20毫米的顆粒，得到三元復(fù)合物顆粒；將所得到的三元復(fù)合物顆粒浸入水中，洗去三元復(fù)合物顆粒中的聚環(huán)氧乙烷，過濾、沖洗得到二元復(fù)合物顆粒；將所得到的二元復(fù)合物顆粒放入酸溶液中，去掉該二元復(fù)合物顆粒中的碳酸鈣，再用清水洗滌，得到多孔的聚乙烯顆粒。本發(fā)明的方法效率高，工藝簡(jiǎn)單，能降低生產(chǎn)成本。本發(fā)明的聚乙烯生物膜載體材料更有效地進(jìn)行水處理，具有綠色環(huán)保、耗能低、加工設(shè)備簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及聚乙烯生物膜載體材料的制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及聚乙烯生物膜載體材料的制備方法和由該方法制備的聚乙烯生物膜載體材料。

背景技術(shù)

生物膜法是一類廢水好氧生物處理技術(shù)，主要去除廢水中溶解性的和膠體狀的有機(jī)污染物。生物膜載體填料作為微生物的棲息場(chǎng)所，是生物膜法的核心，直接影響到微生物生長(zhǎng)、繁殖及活性，進(jìn)而影響裝置處理效率。國(guó)內(nèi)外生物填料的種類繁多，按照安裝方式劃分可分為固定式生物填料、懸掛式生物填料、懸浮式生物填料。

固定式生物填料是指填料整體固定，在反應(yīng)器內(nèi)各部分均不移動(dòng)的填料。目前常用固定型填料在使用中常會(huì)遇到堵塞、結(jié)團(tuán)、布?xì)獠妓痪鶆蚧騻髻|(zhì)效率低、掛膜速度慢等問題，影響了生物處理效果。該填料需安裝在輔助支架上，造成填料安裝、更換、維護(hù)等諸多不便，使工程投資和運(yùn)行管理費(fèi)用相對(duì)提高。懸掛式生物填料可分為軟性生物填料、半軟性生物填料和組合生物填料。三種填料結(jié)構(gòu)特點(diǎn)相似，都為在中心繩上等間距設(shè)有掛膜物，中心繩兩端固定在池底與池頂。軟性生物填料的中心繩易斷，纖維絲會(huì)纏結(jié)、結(jié)塊、斷絲，結(jié)塊中心部分會(huì)形成厭氧環(huán)境，不滿足當(dāng)初的設(shè)計(jì)要求、縮短使用時(shí)間。半軟性填料由于采用塑料片代替軟性填料的纖維絲影響了填料的比表面積，對(duì)生物量的富集有削弱，且塑料的表面相對(duì)光滑，掛膜時(shí)間長(zhǎng)，造價(jià)也比軟性填料高。組合生物填料是在軟性填料與半軟性填料的基礎(chǔ)上改進(jìn)的一種新填料。該填料是在半軟性填料的聚乙烯塑料片的四周加上軟性填料的纖維束形成的，但是存在成本高的問題。懸浮生物填料無需固定，只需直接投加入池即可(需要在出水口設(shè)立網(wǎng)格以防填料流失)。此類填料一般比重接近與水，掛膜后可隨水體流場(chǎng)在池內(nèi)流化。此種填料單體體積小，在運(yùn)輸與投加上都非常方便。目前在水處理領(lǐng)域中，應(yīng)用最廣泛的懸浮生物填料仍以多孔填料為主，如活性炭、陶粒、石英砂、爐渣、沸石、無煙煤等。但是，但是這些填料的生成需要1000攝氏度以上的高溫，成型工藝復(fù)雜，孔尺寸和結(jié)構(gòu)較難控制。綜上所述，目前生物填料的問題主要集中在成本高，制備困難以及負(fù)載微生物效率低等問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的在于解決上述技術(shù)問題中的填料處理效果問題以及成本問題。為此我們?cè)O(shè)計(jì)并發(fā)明了聚乙烯多孔材料作為生物物載體材料。聚乙烯價(jià)格便宜，容易在較低溫度下(200攝氏度左右)高效地熔融加工，極大降低生產(chǎn)成本。通過刻蝕雙連續(xù)結(jié)構(gòu)的聚乙烯共混物可以得到孔隙率高，連通性好的多孔材料，有利于填料的懸浮以及負(fù)載微生物。

本發(fā)明的目的是提供一種新型的聚乙烯生物膜載體材料的制備方法及由該方法制備的多孔聚乙烯生物膜載體材料。其具體方法是熔融共混聚乙烯、聚環(huán)氧乙烷、碳酸鈣得到具有共連續(xù)結(jié)構(gòu)的三元復(fù)合材料，然后用自來水和稀酸先后洗去三元復(fù)合材料中的聚環(huán)氧乙烷和碳酸鈣，最終得到具有三維連通孔的聚乙烯生物膜載體材料。其中，通過控制聚環(huán)氧乙烷和碳酸鈣含量可以對(duì)聚乙烯生物膜載體材料的表面結(jié)構(gòu)，內(nèi)部孔徑大小和形態(tài)進(jìn)行有效地調(diào)控。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的聚乙烯生物膜載體材料及其制備方法是通過如下的手段實(shí)現(xiàn)的：

一種聚乙烯生物膜載體材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)將聚乙烯、聚環(huán)氧乙烷、碳酸鈣混合均勻，得到混合物；

(2)將步驟(1)所得到的混合物通過雙螺桿擠出機(jī)熔融混合，得到三元復(fù)合物；