一种聚乙烯生物填料及其制备方法与在污水处理中的应用技术

本发明专利技术公开了一种聚乙烯生物填料及其在污水处理中的应用，采用线性低密度聚乙烯为主体框架材料，并与甘蔗残渣和活性炭按比例进行混合，然后经压铸成型。甘蔗残渣先用酒精冲洗干净，然后烘干，粉碎。活性炭选用市面上常见的粉末状活性炭。本发明专利技术大幅度降低了生物填料的成本，并将其应用至好氧和厌氧生物处理工艺中。本发明专利技术的生物填料挂膜速度快，有利于增强工艺稳定性，且工艺启动时间明显缩短，出水中泥量明显减少，出水接近澄清，从而有利于后期的排放处理。

A Polyethylene Biofiller and Its Preparation Method and Application in Sewage Treatment

The invention discloses a polyethylene biological filler and its application in sewage treatment. Linear low density polyethylene is used as the main frame material, and mixed with sugarcane residue and activated carbon in proportion, and then formed by die casting. Sugarcane residue is first washed with alcohol, then dried and crushed. Activated carbon is powdered activated carbon commonly used in the market. The invention greatly reduces the cost of the biological filler and applies it to the aerobic and anaerobic biological treatment process. The biological filler of the invention has fast film hanging speed, is advantageous to enhancing the process stability, and the start-up time of the process is obviously shortened, the sludge amount in the effluent is obviously reduced, and the effluent is close to clarification, thus advantageous to the later discharge treatment.

【技术实现步骤摘要】
一种聚乙烯生物填料及其制备方法与在污水处理中的应用
本专利技术涉及一种聚乙烯生物填料及其制备方法与在污水处理中的应用，属于污水处理领域。
技术介绍
生物膜移动床工艺是集成传统活性污泥法和生物接触氧化法的优点，而形成的一种新型高效的生物处理工艺。生物填料经曝气和搅拌等手段在生化池中有规则的运动，污水连续经过装有生物填料的反应器时，微生物会在生物填料上附着形成生物膜，以生物膜为基础，微生物大量繁殖，异养和自养微生物利用水中的营养元素等进行新陈代谢，从而起到净化污水的作用。而生物填料是生物膜移动床工艺的核心，它的性能直接影响微生物的附着、生长，进而影响废水的处理效果。目前，市场上常见的聚乙烯生物填料由于聚乙烯含量过高，填料造价成本高昂，亲水性能和生物亲和性较差，导致在挂膜速度、挂膜量及膜与填料的紧密度方面存在不足.
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种用于污水处理的聚乙烯微生物载体填料。本专利技术还要解决的技术问题是提供上述填料的制备方法。本专利技术最后要解决的技术问题是提供上述填料的应用。为解决上述技术问题，本专利技术的思路是采用低密度线性聚乙烯为主体，并与甘蔗残渣和活性炭按比例进行混合，然后经压铸成型。填料在水中呈悬浮状态，在外力的作用下，可以在池中上下翻滚，充分与水体接触反应。甘蔗残渣可以极大降低生物填料的价格，活性炭的吸附特性可以增强生物填料的成膜性能，实现载体的快速挂膜。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：一种聚乙烯生物填料的制备方法，包括如下步骤：(1)将甘蔗残渣置于水中清洗，再置于酒精中浸泡，然后用酒精冲洗干净，烘干、粉碎；(2)将步骤(1)粉碎得到的甘蔗残渣与线性低密度聚乙烯和粉末活性炭混合后经压铸成型。步骤(1)中，烘干温度105～180℃。步骤(1)中，粉碎至80～150目。步骤(2)中，粉末活性炭的粒径200～325目。步骤(2)中，低密度线性聚乙烯、甘蔗残渣和粉末活性炭的质量比为60～70∶20～30∶10～15，优选70∶20∶10。上述制备方法制备得到的聚乙烯生物填料也在本专利技术的保护范围之内。其中，所述填料，密度为0.9～0.98g/cm3。其主体框架包括设置在中心的多边形环(1)以及依次设置在多边形环外围的第一圆环(2)与第二圆环(3)，多边形环(1)的每条纵向棱(11)上固定有第一径向筋片(12)，第一径向筋片(12)将多边形环(1)、第一圆环(2)与第二圆环(3)固定连接；第一圆环(2)外壁与第二圆环(3)内壁之间连接有第二径向筋片(21)。其中，所述主体框架的直径为10～30cm，第一径向筋片(12)和第二径向筋片(21)表面设有一组圆形的凹槽(4)，所述凹槽(4)的直径为0.5～2.5mm，深度为0.3～0.6mm，相邻凹槽之间的间距为0.8～3.0mm。凹槽处所受到的水流剪切力小于平面处，易于挂膜，挂膜时间由普遍的7-15天降低到3-4天左右，且凹槽处主要是提供兼性厌氧或厌氧菌的绝佳生存环境。所述聚乙烯填料的结构可以增大比表面积，增加微生物的附着面，中空结构有利于水流对生物膜的冲刷，增强生物膜的致密性，同时冲刷下衰老的生物膜，保持生物膜的高生物活性，填料凹槽处可以使生物膜形成一定的纵向厚度，形成缺氧、微氧和好氧三种环境，适应于各类微生物的生长繁殖，使得各类微生物都能保持高生物活性，增强处理效率。所述聚乙烯填料的多孔结构可以增强生物填料水中对活性污泥的剪切力，加快活性污泥形成致密颗粒。上述聚乙烯微生物填料在污水处理中的应用也在本专利技术的保护范围之内。现有技术中，大部分填料强度低，材质松软，表面光滑，在水中呈漂浮状，即使在外力的作用下，也形不成全方位的“流化”状态，即不能与池子里的水完全反应。因此，本专利技术将活性炭和甘蔗残渣作为原料进行载体的制备，甘蔗残渣是废弃物，而活性炭的成本低于聚乙烯，填料成本能大幅度降低；且活性炭对于微生物有很好的吸附性能，有利于前期填料迅速挂膜；甘蔗残渣一定程度上增加了填料的生物亲和性。有益效果：本专利技术与现有技术相比具有如下优势：1、本申请的载体填料以低密度线性聚乙烯为主体，混入甘蔗残渣和活性炭，在降低成本的同时又增强了载体的成膜能力，且所选都是生物相容性高的材料，无毒，不会造成二次污染，对菌群没有抑制作用，机械强度高，不易被腐蚀，可重复利用，价格低廉，菌群在驯化过程中主要附着在载体凹槽处，形成一定厚度的生物膜，形成好氧-兼氧-厌氧的绝佳环境，且在水流的冲刷下衰亡的细胞会不断脱落，新细胞重新吸附在载体上，从而保证生物膜上的菌体的活性，维持整个反应器的高效率。用于污水处理领域，和现有工艺相比，工艺启动周期明显缩短，出水泥量明显减少，反应稳定，利于后续的排放处理。2、制备的生物填料具有高比表面积，其有效表面积大于600m2/m3，因而启动前期利于菌群的附着，特别是一些脆弱的菌种在载体上的附着和成膜，利用工艺的快速启动与运行。因制备的生物填料孔隙较大，利于水流的冲刷，不会出现生物膜老化等情况，因填料的密度优势，在菌群附着后，填料密度会略大于水，在流速和气体的带动下，填料会在整个反应区上下翻滚，不会出现载体的完全下沉或上浮，利于填料全方位的生物膜更新，进而保证整个反应区的高效率，相比于常用载体材料，整个工艺更加高效稳定。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做更进一步的具体说明，本专利技术的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。图1是该微生物载体填料的横截面示意图；图2是该微生物载体填料的径向筋片结构示意图。图3是该微生物载体填料的3D模型效果图。具体实施方式根据下述实施例，可以更好地理解本专利技术。实施例所描述的内容仅用于说明本专利技术，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本专利技术。实施例1一种聚乙烯生物填料的制备方法，包括如下步骤：(1)将甘蔗残渣置于水中清洗，再置于酒精中浸泡，然后用酒精冲洗干净，105～180℃烘干、粉碎至80～150目；(2)将步骤(1)粉碎得到的甘蔗残渣与线性低密度聚乙烯和200～325目活性炭粉末混合后经压铸成型。其中，低密度线性聚乙烯、甘蔗残渣和粉末活性炭的质量比为70∶20∶10。如图1至2所示，制备得到的填料高14mm，直径为30mm，其主体框架包括设置在中心的多边形环1(边长为3mm)以及依次设置在多边形环外围的第一圆环2(直径15mm)与第二圆环3，多边形环1的每条纵向棱11上固定有第一径向筋片12，第一径向筋片12将多边形环1、第一圆环2与第二圆环3固定连接；第一圆环2外壁与第二圆环3内壁之间连接有第二径向筋片21。第一径向筋片12和第二径向筋片21表面设有一组圆形的凹槽4，所述凹槽4的直径为2.5mm，深度为0.6mm，相邻凹槽之间的间距为3mm。凹槽处所受到的水流剪切力小于平面处，易于挂膜，挂膜时间3天，且凹槽处主要是提供兼性厌氧或厌氧菌的绝佳生存环境。将该生物填料机械强度高，一般可使用10年以上，按一定比例添加到污水池或厌氧罐内，其中缺氧池(罐)需配备搅拌设施，好氧池直接利用曝气，即可实现填料的上下翻滚，生物填料可在3～7天完成挂膜，同时填料内的凹槽处可增强生物膜的厚度，因此使用该填料的池或罐，同样的处理量，其体积可以减小至常规的1/4，且处理效果更佳，出水含泥量比传统生化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚乙烯生物填料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将甘蔗残渣置于水中清洗，再置于酒精中浸泡，然后用酒精冲洗干净，烘干、粉碎；(2)将步骤(1)粉碎得到的甘蔗残渣与线性低密度聚乙烯和粉末活性炭混合后经压铸成型。

【技术特征摘要】
1.一种聚乙烯生物填料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将甘蔗残渣置于水中清洗，再置于酒精中浸泡，然后用酒精冲洗干净，烘干、粉碎；(2)将步骤(1)粉碎得到的甘蔗残渣与线性低密度聚乙烯和粉末活性炭混合后经压铸成型。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，烘干温度105～180℃。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，粉碎至80～150目。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，粉末活性炭的粒径200～325目。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，低密度线性聚乙烯、甘蔗残渣和粉末活性炭的质量比为60～70∶20～30∶10～15。6.权利要求1～5中任意一项制备方法制备得到的聚乙烯生物填料。7.根据权利要求6所述的聚乙烯生物填料，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：应汉杰，朱杰，陈勇，刘桂文，郭亭，赵南，刘庆国，邹亚男，
申请(专利权)人：南京高新工大生物技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32