一种生物膜填料及其制备方法和进行污水处理的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种生物膜填料及其制备方法和进行污水处理的装置。生物膜填料包括基底层和超亲水填料层，基底层由高密度聚乙烯或者高密度聚丙烯材料制成，铝膜、枝状纳米银和聚乙烯生物膜组成超亲水填料层。该生物膜填料的上下表面均可以有水通过，上表面可以通过具有污泥的水，而在纳米银枝晶的孔隙中仅可以使得液体通过，且亲水性极好，纳米银和聚乙烯生物膜材料共同作用加速污水中有机物的分解；提高了生物膜填料的利用率和使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种生物膜填料及其制备方法和进行污水处理的装置
本专利技术涉及污水处理领域，尤其涉及一种生物膜填料及其制备方法和进行污水处理的装置。
技术介绍
生物膜法是一种高效的废水处理方法，具有污泥量少、不会产生污泥膨胀、对废水的水质水量的变动具有较好的适应能力、运行管理简单的特点。生物膜是指所有通过一定媒介附着、固定的生物活性体和物质。在生物膜附着、固定过程中都需要某种媒介来承担和完成固定，这种介质称为生物膜载体，也称为载体填料。申请号CN201410027439.3公开了一种组合式智能膜技术污水处理设备，包括依次连接的调节池、生化处理罐、MBR膜生物反应器，所述的调节池、生化处理罐埋设于地下，还包括污水再生房，所述的MBR膜生物反应器设于污水再生房内。还包括采用上述的组合式智能膜技术污水处理设备进行污水处理的污水处理工艺。其生物膜材料利用率不高，且亲水性有待提高。申请号CN201910933076.2公开了一种富氧功能的生物膜填料，属于污水处理
，该富氧功能的生物膜填料由以下原料组成：高密度聚乙烯90％、磁性纳米Fe3O4颗粒5％-8％及亲水母料2％-5％。其虽然给出了具体成分，但是并没有限定其具体结构，比表面积并不大。
技术实现思路
针对上述内容，为解决上述问题提供一种基于激光表面改性的纳米亲水性生物膜填料，包括基底层和超亲水填料层。基底层由高密度聚乙烯或者高密度聚丙烯材料制成，基底层上喷有铝膜，铝膜上具有超亲水的枝状纳米银结构；枝状纳米银表面被聚乙烯生物膜覆盖；聚乙烯生物膜在紫外激光下被辐照5-30min，辐照的平均能量为50-100mJ/m2；铝膜、枝状纳米银和聚乙烯生物膜组成超亲水填料层。基底层的厚度为500-1000μm，铝膜厚度为100-300μm，枝状纳米银的厚度为200-300μm，聚乙烯生物膜的厚度为100μm以下；按质量百分比，聚乙烯生物膜的成分为聚乙烯80%，偶联剂5%，抗氧化剂5%，营养剂10%；偶联剂为钛酸脂或者铝酸脂，抗氧化剂为抗氧剂1010或抗氧剂TPP；营养剂为淀粉和甲壳素的混合；所述生物膜填料在使用时叠加多层使用，每一层都包括基底层和超亲水填料层；且生物膜填料的层间距等于生物膜填料的整体厚度。一种所述的基于激光表面改性的纳米亲水性生物膜填料的制备方法，包括如下步骤：步骤1，基底层的平整：将高密度聚乙烯或者高密度聚丙烯粘贴在硬板上，硬板的材料为金属板或者亚克力板，使得基底层平整，表面光滑；步骤2，镀膜：采用喷射法在基底层表面喷射一层铝膜，喷射后将铝膜抛光，但是保证其粗糙度为0.5μm以上；步骤3，制备枝状纳米银，将步骤2得到的材料浸入浓度为2～5mmol/L硝酸银溶液和5%的稀硫酸的混合液中，放置于没有震动的环境中与室温下自组装，自组装时间为48-72小时，然后采用液面均匀下降法将沉积有微纳米枝状银膜的材料取出，得到沉积有枝状纳米银的超亲水材料；步骤4，喷涂聚乙烯生物膜，按质量百分比，将聚乙烯生物膜的原料聚乙烯80%，偶联剂5%，抗氧化剂5%，营养剂10%混合，混合后于180-200℃喷涂在步骤3得到的材料上，喷涂保证喷涂的平均厚度小于100μm，最好小于30μm，然后在180-200℃温度下退火1-2小时；步骤5，激光表面改性，将步骤4得到的聚乙烯生物膜于紫外激光下辐照5-30min，辐照的平均能量为50-100mJ/m2得到基于激光表面改性的纳米亲水性生物膜填料。步骤4中喷涂聚乙烯生物膜要求喷涂中喷出的聚乙烯生物膜原料的单颗粒粒径小于1μm。一种使用生物膜填料进行污水处理的装置。包括曝气仓、接触仓和沉淀仓；曝气仓和接触仓的底部设置有通气管道，通气管道连接至风机，用于向曝气仓和接触仓中鼓入空气，促进有氧分解；污水通过曝气仓顶部的进水管进入，曝气仓内的活性污泥可以消化分解曝气仓内的污水中的有机物，从而使其分解成二氧化碳和水；曝气仓底部和接触仓连接，接触仓内设置有前述生物膜填料或者前述方法制备得到的生物膜填料；生物膜填料内寄生原生微生物，从而对接触仓内的污水中的有机物进行进一步的分解；曝气仓的顶部和接触仓的顶部连接并设置有回水泵，使得经过接触仓内的生物膜填料接触处理的污水可以被收回到曝气仓内进行二次处理；曝气仓顶部和接触仓的顶部都设置有有机物电化学传感器，用于检测曝气仓和接触仓内的污水中的有机物的含量；电化学传感器连接主控制器；接触仓和沉淀仓接通，且接触仓的底部和沉淀仓的中部在同一水平线上，从而使得接触仓中的污泥可以流入沉淀仓；接触仓和沉淀仓之间的管道设置有阀门，阀门连接主控制器；当曝气仓和接触仓内的电化学传感器检测的有机物含量均小于阈值时，接触仓与沉淀仓之间的阀门打开，使得污泥和水进入沉淀仓；污水在沉淀仓中沉淀后，污泥从底部排出，上层水通过出水口由水泵抽出进行其他后续处理。接触仓内的生物膜为多层生物膜填料，且生物膜填料倾斜设置，使得生物膜填料顶部的出水口对准接触仓连接至曝气仓的管道，而生物膜填料底部的进水口的方向对准接触仓与沉淀仓之间的连接管道；曝气仓和接触仓顶部设置有排气口。本专利技术的有益效果为：本专利技术以枝状纳米银为基础在平整的聚乙烯基底层上制备超亲水结构，而后在超亲水结构上喷涂生物膜材料，并经过退火使得聚乙烯生物膜材料粘贴在纳米银材料的表面，形成超亲水的生物膜材料，且该生物膜填料的上下表面均可以有水通过，上表面可以通过具有污泥的水，而在纳米银枝晶的孔隙中仅可以使得液体通过，且亲水性极好，纳米银和聚乙烯生物膜材料共同作用加速污水中有机物的分解；提高了生物膜填料的利用率和使用寿命；将生物膜填料应用于污水处理设备中时，设置可以循环曝气和接触的两个仓，从而使得污水的有机物分解更加彻底，结合有机物传感器的使用，可以控制整个污水处理流程，保证进入沉淀仓的污水有机物分解彻底。附图说明被包括来提供对所公开主题的进一步认识的附图，将被并入此说明书并构成该说明书的一部分。附图也阐明了所公开主题的实现，以及连同详细描述一起用于解释所公开主题的实现原则。没有尝试对所公开主题的基本理解及其多种实践方式展示超过需要的结构细节。图1为本专利技术的装置结构示意图；图2为本专利技术的制备方法流程示意图。具体实施方式本专利技术的优点、特征以及达成所述目的的方法通过附图及后续的详细说明将会明确。实施例1：一种基于激光表面改性的纳米亲水性生物膜填料，包括基底层1和超亲水填料层。基底层1由高密度聚乙烯或者高密度聚丙烯材料制成，基底层1上喷有铝膜2，铝膜2上具有超亲水的枝状纳米银3结构；枝状纳米银3表面被聚乙烯生物膜覆盖；聚乙烯生物膜在紫外激光下被辐照5-30min，辐照的平均能量为50-100mJ/m2；铝膜2、枝状纳米银3和聚乙烯生物膜组成超亲水填料层。基底层1的厚度为500-1000μm，铝膜2厚度为100-300μm，枝状纳米银3的厚度为200-300μm，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于激光表面改性的纳米亲水性生物膜填料，包括基底层（1）和超亲水填料层，其特征在于：/n基底层（1）由高密度聚乙烯或者高密度聚丙烯材料制成，基底层（1）上喷有铝膜（2），铝膜（2）上具有超亲水的枝状纳米银（3）结构；枝状纳米银（3）表面被聚乙烯生物膜覆盖；聚乙烯生物膜在紫外激光下被辐照5-30 min，辐照的平均能量为50-100 mJ/m

【技术特征摘要】
1.一种基于激光表面改性的纳米亲水性生物膜填料，包括基底层（1）和超亲水填料层，其特征在于：
基底层（1）由高密度聚乙烯或者高密度聚丙烯材料制成，基底层（1）上喷有铝膜（2），铝膜（2）上具有超亲水的枝状纳米银（3）结构；枝状纳米银（3）表面被聚乙烯生物膜覆盖；聚乙烯生物膜在紫外激光下被辐照5-30min，辐照的平均能量为50-100mJ/m2；
铝膜（2）、枝状纳米银（3）和聚乙烯生物膜组成超亲水填料层。


2.根据权利要求1所述的基于激光表面改性的纳米亲水性生物膜填料，其特征在于：
基底层（1）的厚度为500-1000μm，铝膜（2）厚度为100-300μm，枝状纳米银（3）的厚度为200-300μm，聚乙烯生物膜的厚度为100μm以下；
按质量百分比，聚乙烯生物膜的成分为聚乙烯80%，偶联剂5%，抗氧化剂5%，营养剂10%；偶联剂为钛酸脂或者铝酸脂，抗氧化剂为抗氧剂1010或抗氧剂TPP；营养剂为淀粉和甲壳素的混合；
所述生物膜填料在使用时叠加多层使用，每一层都包括基底层（1）和超亲水填料层；且生物膜填料的层间距等于生物膜填料的整体厚度。


3.一种权利要求1或2所述的基于激光表面改性的纳米亲水性生物膜填料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤1，基底层(1)的平整：将高密度聚乙烯或者高密度聚丙烯粘贴在硬板上，硬板的材料为金属板或者亚克力板，使得基底层（1）平整，表面光滑；
步骤2，镀膜：采用喷射法在基底层（1）表面喷射一层铝膜（2），喷射后将铝膜（2）抛光，但是保证其粗糙度为0.5μm以上；
步骤3，制备枝状纳米银（3），将步骤2得到的材料浸入浓度为2～5mmol/L硝酸银溶液和5%的稀硫酸的混合液中，放置于没有震动的环境中与室温下自组装，自组装时间为48-72小时，然后采用液面均匀下降法将沉积有微纳米枝状银膜的材料取出，得到沉积有枝状纳米银（3）的超亲水材料；
步骤4，喷涂聚乙烯生物膜，按质量百分比，将聚乙烯生物膜的原料聚乙烯80%，偶联剂5%，抗氧化剂5%，营养剂10%混合，混合后于180-200℃喷涂在步骤3得到的材料上，喷涂保证喷涂的平均厚度小于100μm，然后在180-200℃温度下退火1-2小时；
步骤5，激光表面改性，将步骤4得到的聚乙烯生物膜于紫外激光下辐照...

【专利技术属性】
技术研发人员：许海民，毛亚，蒋济士，
申请(专利权)人：苏州启创宙浩科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32