[發明專利]一種污水處理用聚氨酯/陶瓷復合生物填料及制備方法

在審

• 申請號: 202010957908.7
• 申請日: 2020-09-14
• 公開（公告）號: CN112225309A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 陳慶;曾軍堂;司文彬;白濤
• 申請（專利權）人: 成都新柯力化工科技有限公司
• 主分類號: C02F3/00
• 分類號: C02F3/00;C04B33/132;C04B38/00;C04B38/02;C04B38/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提出一種污水處理用聚氨酯/陶瓷復合生物填料及制備方法，將陰離子型擴鏈劑、異氰酸酯和聚乙二醇混合，加入三乙烯二胺液體催化劑反應制得聚氨酯預聚體；加入適量的丙酮，然后降溫，加入三乙胺和丙交酯攪拌，制得具有水性的聚氨酯；將城市污泥經預處理后與天然硅酸鎂鋁、氧化鋁混合，干球磨后進行處理得到豐富多孔結構的陶瓷；將多孔陶瓷置于海藻酸鈉和無水乙醇的混合液中混合，再加入水性聚氨酯，水性聚氨酯與海藻酸鈉能夠增強材料的生物親和性。從而，本發明制得的聚氨酯/陶瓷復合材料綜合了多孔陶瓷機械強度高和比表面積大、孔隙率高的優勢，用作生物填料具有生物親和性好，掛膜容易，強度高，反沖洗容易等優越性能。

技術領域

本發明涉及污水處理材料領域，特別是涉及一種污水處理用聚氨酯/陶瓷復合生物填料及制備方法。

背景技術

水是人類生活和生產活動中不可缺少和不可替代的寶貴物質資源。隨著經濟的發展和人口的增加，人類對水資源的需求不斷增加，再加上存在對水資源的不合理開采和利用，很多國家和地區出現不同程度的缺水問題。隨著水資源使用量的增多，污水的排放量也不斷增加。水資源的短缺以及水環境的污染已經成為了制約我國社會經濟發展的瓶頸。

在污水處理技術中，生物膜法是與活性污泥法并稱的一種好氧生物處理方法。生物膜是一種活躍地生長發育的單一或混合的微生物群體，它不可逆地附著在一種活性的或非活性的載體表面，形成于自然環境或人工環境中，是由好氧菌、厭氧菌、兼性菌、真菌、原生動物和較高等動物組成的微生態體系。生物膜法處理污水是使微生物、原生動物和后生動物等一系列的微型生物附著在某種載體上從而形成生物膜，當污水流經時，其中的有機物作為營養物質被生物膜上的微型生物攝取，從而使污水得到凈化、微型生物自身得到生長繁殖。目前，常規的生物膜處理生活污水工藝有生物轉盤、生物接觸氧化、生物滴濾池、曝氣生物濾池、移動床生物膜法等。

生物膜法處理污水具有處理能力大、凈化功能高、污泥沉降性能良好、易于固液分離、易于運行管理、減少污泥膨脹問題等特點，在污水處理中應用已經十分廣泛。在生物膜法中，生物填料是生物膜技術的核心之一。填料的特性對生物膜的性狀、氧的利用率和水力分布條件等起重要作用，污水凈化過程就是附著于填料之上以及懸浮于填料之間的微生物的新陳代謝過程，是直接影響生物接觸氧化工藝處理效果的關鍵因素。

一般選用的填料應滿足以下要求：1、良好的水力學特性，填料的水力學特性包括比表面積、空隙率和結構形狀等。填料的空隙率越大，其容積利用率越高，水流阻力小，從而減少了反應器堵塞和短流的可能性，使微生物的截留量增多。同時，填料用量減少，基建投資降低。但是空隙率過高，比表面積和機械強度就越小，會影響填料之間的水流流態，進而影響廢水與生物膜之間的傳質和生物膜的更新。2、較好的生物、化學及熱力學穩定性，即載體本身不參與系統內生物化學反應。3、良好的機械強度。4、適宜的載體的比重。5、親疏水性及表面電性。6、對固定微生物無害、無抑制性作用等。

常用的生物膜填料主要包括砂粒、焦炭、活性炭、陶粒、無煙煤、玻璃珠、微粒硅球等粒徑一般為0.2-2.0mm，密度1.3-3.09m/L的無機生物填料和聚氨酯、聚氯乙烯、聚乙烯等有機填料。無機生物填料的主要優點是具有化學惰性和穩定性、比表面積大、機械強度高，但是由于其親水性差，導致微生物附著生長困難，影響污水處理效果。以聚氨酯為代表的有機填料，具有比表面積大、比重小、孔隙率高等優點，可為微生物提供非常良好的、相對安定的生存環境，有利于微生物的繁殖、附著，是生物膜填料的理想材料。然而，聚氨酯作為有機填料存在機械強度不足的缺點限制了其在污水處理領域規?；a和應用。

發明內容

針對常見無機填料親水性差，有機填料機械強度不足的問題，本發明提出一種污水處理用聚氨酯/陶瓷復合生物填料及制備方法，利用城市污泥制備多孔陶瓷，再與水性聚氨酯復合，發泡制備聚氨酯/陶瓷生物填料，本發明制得生物填料具有生物親和性好，掛膜容易，強度高，反沖洗容易等優越性能。