一种污水生物处理高效新型生物载体及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种污水生物处理高效新型生物载体及其制备方法。该生物载体包括ＰＰ、ＰＥ及乙烯丙烯共聚物、相容剂、无机材料、植物材料、磁性颗粒及废橡胶按一定比例经共混、挤出或注塑加工制备，从而提供一种具有大比表面积，高亲水性、表面易挂膜的生物载体，其形状可以是球形、纤维状、各种造型多面体或粉末，或还可以再经粉碎、酸碱反应、表面涂覆等化学或物理方法处理，进一步提高比表面积，增强生物膜在载体上的附着能力，提高微生物浓度。本发明专利技术提供的生物载体制备方法简单，载体密度调节范围宽，可比水轻或重，其材料易得，成本低，ＣＯＤ去除效率高，造型多样，适用于所有的废水生物处理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于污水处理领域，特别是涉及一种污水生物处理高效新型生物 载体及其制备方法。
技术介绍
污水(包括废水)生物处理包括活性污泥法和生物膜法等。目前，污水 生物处理有其重要地位①城市污水中约有60%以上的有机物只有用生物法去除才最经济；②污水中氮的去除一般来说只有依靠生物法；◎目前 世界上已建成的城市污水处理厂有90%以上是生物处理法； 大多数工业 污水或废水处理厂也是以生物法为主体的。污水生物膜法处理的核心部分是生物膜的载体，微生物附着于生物载体 表面，利用其自身的新陈代谢吸收水中的污染物来净化污水，故生物载体 的性能直接影响微生物的新陈代谢整个过程，因此也直接影响着污水的处 理效果。目前，国内外采用的生物载体主要有陶瓷、活性炭、无烟煤、 细石英砂、黄沙、烟道灰、炉渣、塑料球等。它们普遍存在循环回流能耗 大、比表面积小、载体脱膜困难、制备工艺复杂，原料成本及使用成本高 等缺点。应用于活性污泥法污水处理的磁性生物载体，添加于曝气池中有助于提 高生物浓度，提高污水处理效率，是目前较先进的生物载体，但也存在载 体比表面积有限、载体选用材料成本高、微生物附着性较差的缺点。 CN101254976A公开了磁性生物载体，其组分为磁性颗粒7 21 wt%;高分 子聚合物79 93 wt%，所述的高分子树脂为聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯， 粉状橡胶，其制备方法需经研磨、过筛，制备过程比较复杂，其生物载体 为粒径O. 043 0. 315mm的颗粒，生物载体形状单一，限制了其适用范围，也限制了生物载体的比表面积大小；成本较高；其产品密度为1.0 1.4 g /cm3,调整余地不大，使用范围有限；表面是非极性或弱极性的高分子材 料，其生物附着力不够。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术存在诸多缺点，经专利技术人长期从事 污水处理的开发、研究及生产实践，开发一种大大提高污水处理效果和能 力、降低处理成本的污水生物处理高效新型生物载体及其制备方法。本专利技术提供的一种污水生物处理高效新型生物载体，包括下列组份及 组份重量百分数经充分混合、成型、处理而成。聚乙烯和/或聚丙烯或乙烯丙烯共聚物 30 95 wt%相容剂 1 30 wt%无机材料 4 50 wt%植物材料 0 30 wt%磁性颗粒 0 30 wt%废橡胶 0 30 wt%所述相容剂为接枝共聚物，例如由马来酸酐、丙烯酸、丙烯酸酯、醋酸 乙烯酯、苯乙烯、甲基丙烯酸或甲基丙烯酸酯等单体单独或多组分接枝共 聚的聚丙烯和/或聚乙烯或乙烯丙烯共聚物的接枝共聚物，接枝率为0.5 30%，优选接枝率为10 25%。所述无机材料包括例如二氧化硅、碳酸钙、滑石粉、粉煤灰、凹凸棒土、 陶土、硅藻土、活性炭、高岭土、 A1203、轻质碳酸钙或蒙脱土等无机材料， 其粒子直径1X10—6至1Xl(Tm (相当100um至10nm)，这些无机材料可 单独使用或以任何比例混配使用。所述植物材料，通常指未加工或加工过的植物果实及纤维，例如木纤维、 稻壳、花生壳、稻秸秆、麦秸秆、玉米秸秆、棉纤维、竹纤维或麻纤维等， 这些植物材料可单独使用或以任何比例混配使用，其直径lum-5mm，优选5为10 ii m_500 u m。所述磁性颗粒为含铁磁性物质的一种或一种以上的混合物，混合比例可 以任何比例，例如四氧化三铁、金属铁粉或磁铁矿粉等，其粒子直径1X10—6 至1X10—9m，更优选为1X10—7至1X10—9m (亚纳米级及纳米级)。所述废橡胶包括各种橡胶制品例如各种汽车车辆轮胎、工业橡胶制品以 及生活橡胶制品回收的废橡胶，优选为废橡胶精细粉(100-500目)，可以 大大降低成本，提高污水生物处理环境，有利于污水生物处理。本专利技术提供一种污水生物处理高效新型生物载体的制备方法，包括下列 步骤① 将无机材料、植物材料、磁性颗粒及废橡胶，分别在60 15(TC，优 选100 120。C进行干燥，并分别粉碎成粒子直径lmm 10iim;② 将步骤①得到的干燥无机材料、植物材料、废橡胶或磁性颗粒单独 或任意组合与聚乙烯和/或聚丙烯或乙烯丙烯共聚物及相容剂按各组份重 量百分数(各组份之和为100wt9&比例)比例充分混合后，经挤出、成型形 成各种不同形状例如球形、造形多面体、纤维或网状等的生物载体直接应 用；或③再将步骤②得到的生物载体经气波粉碎机或精细粉碎机(市售产 品)粉碎至粒子直径为1X10—6至1X1(T、，(即纳微米级)污水生物处理 的生物载体；或④将步骤②或③分别得到的生物载体经化学或物理方法处理例如经 酸反应或碱反应使生物载体的无机成分溶解，得到纳米至微米级多孔状的 生物载体，或经表面活性剂、水溶性环氧树脂或偶联剂涂覆等处理得到新 型生物载体。本专利技术提供的污水生物处理高效新型生物载体及其制备方法中，所述污 水包括各种污水例如工业污水如石油化工或化工污水、炼油污水、造纸污 水、印染污水、炼焦污水、矿山污水、钢铁污水等，以及城市生活污水等。本专利技术所述聚乙烯和/或聚丙烯或乙烯共聚物是指聚乙烯、聚丙烯、以任 何比例混配的聚乙烯和聚丙烯，乙烯与丙烯的二元或含有少量第三单体的 三元共聚物，以及它们的回收废塑料。所述相容剂为聚乙烯和/或聚丙烯的 接枝共聚物，这些接枝共聚物中与聚乙烯和/或聚丙烯或乙烯共聚物组份具 有相同的聚合物链及链节，所以相容性极好，同时又引入强极性反应性基 团，表面有羟基、酯基、羧基等亲水性极性基团，使生物载体表面具有高 的极性，与其它无机材料、植物材料及磁性颗粒同样具有极好相容性，各 组份采用纳微米级粒度材料使生物载体内外结构非常均一，大大提高生物 菌的附着力及生存繁殖环境，为生物菌迅速破坏分解、吸收污水中有机物 特别含氮物质创造极其有利条件。达到分子级或近似分子级水平，相似于 生物菌水平，添加无机材料，使载体表面有很多无机材料特别是纳米或微 米的无机材料，既降低了成本，更提高了生物菌的附着力，还可以通过酸 反应、碱反应，使生物载体的无机成分溶解，形成纳米级至微米级孔洞以提高生物菌特别是厌氧菌和消化菌的生存空间，同时提高附着力；添加植 物材料，首先降低成本，其次部分植物材料在使用过程中自然腐烂，形成 孔洞，再次延长废水微生物环境的生物链，有助于按使用者的意图培养各 类所需要的生物菌，通过以上多方面的技术集成组合，可以大大提高生物 载体的比表面积，生物菌的附着力，提高生物膜的厚度，减少剩余污泥量。 本专利技术的生物载体密度可调，有比水轻和比水重两个大类，0.92 0.99g / cm3和1. 1 1. 5 g / cm3两种密度区间，适用于不同的废水生物处理办法； 同时生物载体表面和内在的材料性能一致，表面老化或脱落后又能形成新 的表面，同样具有与新载体一致的性能。本专利技术提供的生物载体形状可以 是球形、纤维状、各种造型多面体或粉末，适应性更广。本专利技术的磁性材 料达到微米级至纳米级粉末的生物载体形态克服现有技术不足，效果更好， 成本更低，表面更适合生物菌附着，密度可以比水轻，也可以比水重，可 适用于所有的污水生物处理办法，并优于其他生物载本专利技术提供的污水生物处理的高效新型生物载体，是所述的其相关组分 经共混、挤出或注塑加工制备的一种生物载体，可直接使用或经再加工使 用，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种污水生物处理高效新型生物载体，其特征在于包括下列组份及组份重量百分数经充分混合、成型、处理而成　聚乙烯和／或聚丙烯或乙烯丙烯共聚物　３０～９５ｗｔ％　相容剂　１～３０ｗｔ％　无机材料　４～５０ｗｔ％　植物材 料　０～３０ｗｔ％　磁性颗粒　０～３０ｗｔ％　废橡胶　０～３０ｗｔ％。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：徐俊伟，蔡卫滨，黄建，朱志翔，沙晓峰，
申请(专利权)人：常州华钛化学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]