[發明專利]一種用于水處理的高分子復合載體及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202011356908.8
• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN112441661A
• 公開（公告）日: 2021-03-05
• 發明（設計）人: 陳良;俞能
• 申請（專利權）人: 杭州石炭紀環保科技有限公司
• 主分類號: C02F3/10
• 分類號: C02F3/10;C04B28/04;C04B28/26;C04B38/08
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 劉穎

本發明提供了一種用于水處理的高分子復合載體及其制備方法和應用，所述高分子復合載體主要由改性中空聚合物母球和復合在所述改性中空聚合物母球表面的礦物外殼組成；所述改性中空聚合物母球由粗糙空心聚合物母球經過硅烷偶聯劑改性而成，所述礦物外殼具有微孔結構，并且制備原料包括無機吸附材料、激發劑和粘結劑；所述無機吸附材料主要由麥飯石、沸石和活性白土組成。上述高分子復合載體填料可在河底淤泥中進行生物掛膜，負載上大量微生物后直接應用于污水處理。該填料具有良好的綜合性能，在BAF工藝中使用既能夠提升處理效能，同時也降低了運行成本。

技術領域

本發明涉及水處理技術領域，具體地，涉及一種用于水處理的高分子復合載體及其制備方法和應用。

背景技術

雖然我國水資源總量占世界第六位，但仍是一個水資源相對短缺的國家，人均占有量僅為世界平均水平的四分之一。我國水資源匱乏的另一大原因在于，工業廢水、城鎮生活污水和農村面源污染帶來的水資源污染。目前，我國污水存在生活污染和工業排放疊加、新舊污染與二次污染相復合的態勢，因此污水治理刻不容緩。通常，污水大多采用生物法進行處理，主要利用微生物分解廢水中的污染物。生物法中又以生物氧化法最為常見，該方法能耗低、剩余污泥量少、出水水質好。

采用曝氣生物濾池(BAF，biological aerated filter)的處理技術，是20世紀80年代末在歐美發展起來的一種經濟、安全、高效的生物氧化法處理污水的工藝，其相較于傳統的活性淤泥法具有水力負荷大、基建投資少、能耗低、成本低、出水水質高等優勢。BAF是通過反應器內填料上生長的生物膜中的微生物的氧化分解作用、填料以及生物膜的吸附截留作用等處理污水中的有機質，以及脫磷除氮、去除水中懸浮物。影響BAF處理效果最重要的因素之一就是生物填料的作用性能，這也是目前制約BAF工藝發展的關鍵。

BAF填料現在主要分為無機填料和有機填料兩大類；其中，常見的無機填料有陶粒、瓷粒、活性炭、焦炭、石英砂等。無機填料穩定性高、生物兼容性好，但是密度大，沉沒在水中導致反沖洗能耗較高。而有機填料由于密度小，具有反沖洗簡單、能耗低等優勢，常見的有聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯制備的高分子小球，合成纖維和波紋板等。但是，有機填料通常比表面積較小，處理效能遜于無機填料。因此，研發綜合性能優良的填料是BAF工藝發展的重要課題。

發明內容

針對目前BAF工藝中無機和有機填料的缺陷，本申請提供一種用于水處理的高分子復合載體及其制備方法和應用，本發明提供的高分子復合載體作為填料，密度低且比表面積大，兼顧無機和有機填料的優勢，利于應用。

本發明提供一種用于水處理的高分子復合載體，其主要由改性中空聚合物母球和復合在所述改性中空聚合物母球表面的礦物外殼組成；

所述改性中空聚合物母球由粗糙空心聚合物母球經過硅烷偶聯劑改性而成，所述礦物外殼具有微孔結構，并且制備原料包括無機吸附材料、激發劑和粘結劑；所述無機吸附材料主要由麥飯石、沸石和活性白土組成。

優選地，所述粗糙空心聚合物母球為粗糙空心聚氯乙烯母球，粒徑范圍為2-5mm。

優選地，所述無機吸附材料還包括膨脹珍珠巖、粉煤灰、硅藻土和活性淤泥中的一種或多種。

優選地，所述高分子復合載體的密度不超過2.5g/cm³，優選為0.5-2.4g/cm³。

優選地，所述礦物外殼的平均厚度為0.5-2mm；所述高分子復合載體的粒徑范圍為2.5-7mm。

本發明提供如前文所述的高分子復合載體的制備方法，包括以下步驟：

將粗糙空心聚合物母球和硅烷偶聯劑混合改性，得到表面改性后的母球；

將所述表面改性后的母球與無機吸附材料、激發劑、粘結劑在水中混合，攪拌造粒，得到復合顆粒；