一种用于污水处理的生物膜填料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于污水处理的生物膜填料及其制备方法。填料是由聚丙烯、贝壳和电气石制成，重量比例是80‑90：1‑15：1‑20；制备方法包括：去除贝壳表面的杂质，烘干粉碎，过50‑300目筛，放入坩埚中升温焙烧后待用；各粉料混合并在160‑180℃下，挤出成型得样条；将样条与石英砂放入流化床使样条与石英砂不断摩擦去除颗粒表面包裹的聚丙烯薄膜，得到生物膜填料。本发明专利技术所制得的生物填料含有贝壳和电气石能有效改善填料的生物活性，使得生物填料具有良好的生物亲和性。本发明专利技术充分利用废弃贝壳和电气石，可有效提高填料的机械性能，延长生物填料的使用寿命。本发明专利技术将贝壳与电气石结合制作生物填料，进一步提高了填料的比表面积，使填料挂膜时间短，挂膜量大。

【技术实现步骤摘要】
一种用于污水处理的生物膜填料及其制备方法
本专利技术属于污水处理
，具体涉及一种用于污水处理的生物膜填料及其制备方法。
技术介绍
生物法是一种高效、环保的污水处理方法，而生物膜法是重要的污水处理技术之一，抗冲击负荷高，脱氮除磷效果好，不会产生污泥膨胀现象，投资低、运行维护简单，已在市政污水处理领域获得广泛应用。填料是生物膜技术的核心，其性能的好坏决定污水处理效果。目前生物填料普遍以聚丙烯、聚乙烯及聚氨酯等为基底，通过添加碳酸钙、聚乙烯醇等无机物改性而成。现有填料普遍存在活性组分分布不均匀、比表面积小，亲水性和生物亲和性较差，导致生物填料表面润湿、微生物附着生长特性欠佳，挂膜时间长，生物膜量少，微生物与填料紧密度不足等问题。废弃海洋贝壳主要由95％的生物基碳酸钙和5％的糖蛋白、多糖、甲壳素、蛋白质等物质组成，同时还含有多种生物体生长必需的微量元素。作为一种天然的生物矿物材料，贝壳除了具有良好的生物亲和性能外，由于其形成过程本身就是无机类的碳酸钙与有机质有机结合的过程，这就使贝壳与碳酸钙类的无机物相比，在作为活性组分来改性高分子材料方面具有明显的优势，一方面不需要像无机填充物那样进行复杂的表面改性工艺，减少制备工序、降低生产成本，另一方面也可以达到明显提高填料机械性能的目的，如中国专利申请号201511025718.7，专利技术创造名称为：一种牡蛎壳粉改性生物填料的方法。电气石是一种晶体结构和化学组成比较复杂的环状硅酸盐晶体矿物质。电气石能够自发调节水体pH值，减小水分子缔合度，改善微生物生存环境，刺激脱氢酶活性和提高反硝化细菌活性等功能。目前，将聚丙烯、贝壳、电气石合成的高分子生物膜填料的研究和应用未见文献报道和专利公开。
技术实现思路
本专利技术专利的目的是针对上述问题，利用天然贝壳生物物质表面的羟基、羧基等丰富的化学活性基团，利用微生物与天然生物质的同源亲和力，降低微生物附着生长难度，提供一种比表面积大、不易堵塞、易挂膜，价格低廉的高性能生物膜填料及其制备方法。本专利技术的生物膜填料具有极强的亲水性、生物亲和性和吸附性，具有很好的污水处理效果。本专利技术通过以下技术方案实现：用于污水处理的生物膜填料制备方法，包括以下步骤：所述填料是由贝壳、电气石、聚丙烯按照下列方法制得，其中，贝壳、电气石、聚丙烯的重量比例是：聚丙烯：贝壳：电气石＝80-90：1-15：1-20；1)首先去除贝壳表面的杂质，用0.1-1.0mol/L的NaOH溶液浸泡12-24h，取出用自来水漂洗干净，分别取洗净后的贝壳、电气石粉、聚丙烯粉，于105℃下烘干然后粉碎，过50-300目筛备用；2)将贝壳粉放入坩埚中，在马弗炉中以10-15℃/min加热升温到160-180℃，恒温保持10-30min后开始降温，降温速率为10-20℃/min，待温度降到室温后，得到经过加热处理的贝壳粉；3)称重各粉料重量，在高速混合机中混合5min后，将混合粉料加入注塑机，调节温度至160-180℃，挤出成型得挤出样条；4)将挤出样条与适量石英砂放入流化床中，使样条表面和石英砂颗粒不断摩擦以去除颗粒表面包裹的聚丙烯薄膜，得到生物膜填料。所述废弃海鲜贝壳类是牡蛎壳、珍珠贝壳、河蚌壳、厚壳贻或紫贻贝壳中的一种或者多种的混合物。所述电气石是镁电气石、黑电气石、锂电气石、钠锰电气石其中的一种或者多种的混合物。本专利技术有益性：本专利技术所制得的生物填料含有贝壳和电气石能有效改善填料的生物活性，使得生物填料具有良好的生物亲和性。本专利技术充分利用废弃贝壳和电气石，可有效提高填料的机械性能，延长生物填料的使用寿命。本专利技术将贝壳与电气石结合制作生物填料，进一步提高了填料的比表面积，使填料挂膜时间短，挂膜量大，同时本专利技术生产工艺简单，生产制作成本更低。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术进一步说明，具体实施方式是对专利技术原理的进一步说明，不以任何方式限制本专利技术，与本专利技术相同或类似技术均没有超出本专利技术保护的范围。粉料预处理：去除贝壳壳表面的杂质，然后用0.1-1.0mol/LNaOH溶液浸泡24h，取出用自来水漂洗干净。分别取洗净后的贝壳、电气石粉、聚丙烯粉，于105℃下烘干。分别将贝壳，电气石粉，聚丙烯粉料粉碎，过50-300目筛得粉料备用。实施例1(1)称适量200目聚丙烯粉料，加入注塑机中，调节温度至180℃，挤出成型得挤出样条，得到聚丙烯填料。经测试，采用该填料进行挂膜实验，填料在经过23天后出现较大的生物膜量，单位质量填料挂膜量为0.0089g/g，COD去除率达到59％。实施例2(1)将200目贝壳粉放入坩埚中，在马弗炉中以15℃/min加热升温到160℃，恒温保持20min后开始降温，降温速率为20℃/min，待温度降到室温后，得到经过加热处理的贝壳粉。(2)分别取重量份数为：聚丙烯粉83份，贝壳粉2份，电气石粉15份的各原料，在高速混合机中混合5min后，将混合粉料加入注塑机，调节温度至160℃左右，挤出成型得挤出样条。(3)将挤出样条与适量石英砂放入流化床中，使样条表面和石英砂颗粒不断摩擦以去除颗粒表面包裹的聚丙烯薄膜，得到生物膜填料。经测试，采用该填料进行挂膜实验，填料在经过16天后出现较大的生物膜量，单位质量填料挂膜量为0.0139g/g，COD去除率达到69％。实施例3(1)将100目贝壳粉放入坩埚中，在马弗炉中以10℃/min加热升温到180℃，恒温保持20min后开始降温，降温速率为15℃/min，待温度降到室温后，得到经过加热处理的贝壳粉。(2)分别取重量份数为：85份，贝壳粉6份，电气石粉9份的各原料，在高速混合机中混合5min后，将混合粉料加入注塑机，调节温度至180℃，挤出成型得挤出样条。(3)将挤出样条与适量石英砂放入流化床中，使样条表面和石英砂颗粒不断摩擦以去除颗粒表面包裹的聚丙烯薄膜，得到生物膜填料。经测试，采用该填料进行挂膜实验，填料在经过8天后出现较大的生物膜量，单位质量填料挂膜量为0.0231g/g，COD去除率达到84％。实施例4(1)将300目贝壳粉放入坩埚中，在马弗炉中以15℃/min加热升温到180℃，恒温保持20min后开始降温，降温速率为15℃/min，待温度降到室温后，得到经过加热处理的贝壳粉。(2)分别取重量份数为：聚丙烯粉86份，贝壳粉8份，电气石粉6份的各原料，在高速混合机中混合5min后，将混合粉料加入注塑机，调节温度至180℃，挤出成型得挤出样条。(3)将挤出样条与适量石英砂放入流化床中，使样条表面和石英砂颗粒不断摩擦以去除颗粒表面包裹的聚丙烯薄膜，得到生物膜填料。经测试，采用该填料进行挂膜实验，填料在经过11天后出现较大的生物膜量，单位质量填料挂膜量为0.0151g/g，COD去除率达到81％。实施例5(1)将200目贝壳壳粉放入坩埚中，在马弗炉中以10℃/min加热升温到170℃，恒温保持20min后开始降温，降温速率为20℃/min，待温度降到室温后，得到经过加热处理的贝壳粉。(2)分别取重量份数为：聚丙烯粉83份，贝壳粉10份，电气石粉7份的各原料，在高速混合机中混合5min后，将混合粉料加入注塑机，调节温度至170℃，挤出成型得挤出样条。(3)将挤出样条与适量石英砂放入流化床中，使样条表面和石英砂颗粒不本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于污水处理的生物膜填料制备方法，其特征在于包括以下步骤：所述填料是由贝壳、电气石、聚丙烯按照下列方法制得，其中，贝壳、电气石、聚丙烯的重量比例是：聚丙烯：贝壳：电气石＝80‑90：1‑15：1‑20；1)首先去除贝壳表面的杂质，用0.1‑1.0mol/L的NaOH溶液浸泡12‑24h，取出用自来水漂洗干净，分别取洗净后的贝壳、电气石粉、聚丙烯粉，于105℃下烘干然后粉碎，过50‑300目筛备用；2)将贝壳粉放入坩埚中，在马弗炉中以10‑15℃/min加热升温到160‑180℃，恒温保持10‑30min后开始降温，降温速率为10‑20℃/min，待温度降到室温后，得到经过加热处理的贝壳粉；3)称重各粉料重量，在高速混合机中混合5min后，将混合粉料加入注塑机，调节温度至160‑180℃，挤出成型得挤出样条；4)将挤出样条与适量石英砂放入流化床中，使样条表面和石英砂颗粒不断摩擦以去除颗粒表面包裹的聚丙烯薄膜，得到生物膜填料。

【技术特征摘要】
1.一种用于污水处理的生物膜填料制备方法，其特征在于包括以下步骤：所述填料是由贝壳、电气石、聚丙烯按照下列方法制得，其中，贝壳、电气石、聚丙烯的重量比例是：聚丙烯：贝壳：电气石＝80-90：1-15：1-20；1)首先去除贝壳表面的杂质，用0.1-1.0mol/L的NaOH溶液浸泡12-24h，取出用自来水漂洗干净，分别取洗净后的贝壳、电气石粉、聚丙烯粉，于105℃下烘干然后粉碎，过50-300目筛备用；2)将贝壳粉放入坩埚中，在马弗炉中以10-15℃/min加热升温到160-180℃，恒温保持10-30min后开始降温，降温速率为10-20℃/min，待温度降到室温后，得到经过加热处理的贝壳粉；3)称重各粉料重量...

【专利技术属性】
技术研发人员：王彬，张进，
申请(专利权)人：四川天润德环境工程有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51