【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于mbbr填料，具体涉及一种pu掺杂型mbbr填料组合物及其制备方法与应用。
技术介绍
1、移动床生物膜反应器(mbbr)是近年来新兴的一种水处理工艺，汲取了传统的活性污泥法和生物接触氧化法两者的优点而成为一种新型、高效的复合工艺处理方法，该工艺通过厌氧微生物和好氧微生物的代谢作用将受污染水体净化干净。在mbbr处理工艺中，微生物的种类、数量以及活跃度决定着处理的负荷和效果，而作为微生物载体的填料发挥着至关重要的作用。填料为微生物提供适宜的生长环境，影响微生物的生长、繁殖、脱落和形态以及空间结构，进而影响mbbr处理工艺效能的高低。目前生物膜法常用的填料主要包括固定式填料、悬挂式填料和分散式填料。从原料的角度来看，填料主要包括无机高分子填料和有机高分子填料。其中，聚烯烃由于相对密度小以及具有良好的机械强度和耐腐蚀性能被广泛应用于弹性生物填料的制备，但在实际应用过程中存在于生物相容性较差、耐磨性较差且易脱膜的问题，由此会影响其对污水的处理能力。
2、综上所述，如何在不影响机械性能的基础上获得具有良好的生物相容性和耐磨性以及挂膜效率和污水处理能力的mbbr填料具有重要意义。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于针对现有技术中的聚烯烃类mbbr填料具有生物相容性较差和耐磨性较差且挂膜效率低及污水处理能力较弱的缺陷，而提出一种兼具良好的机械强度和生物相容性及耐磨性且挂膜效率高及污水处理能力强的pu掺杂型mbbr填料组合物。
2、具体地，本专利技术所提供
3、在一种优选的实施方式中，所述聚合反应包括以下步骤：
4、s1、将二氨基蒽醌与二异氰酸酯单体在催化剂的存在下进行加聚反应获得聚脲预聚体；
5、s2、将步骤s1所得聚脲预聚体与多元醇进行扩链反应获得蒽醌改性聚氨酯。
6、在一种优选的实施方式中，所述相容剂采用以下方法制备：
7、s1、将聚醚二元醇和/或聚酯二元醇与二异氰酸酯单体在催化剂的存在下进行加聚反应获得聚氨酯预聚体；
8、s2、将步骤s1所得聚氨酯预聚体与烷基二元醇进行扩链反应获得相容剂。
9、在一种优选的实施方式中，所述二氨基蒽醌、二异氰酸酯单体和催化剂的摩尔比为(0.5～0.85):1:(0.1～0.3)。
10、在一种优选的实施方式中，所述聚脲预聚体的nco基团与多元醇的oh基团的摩尔比为1:(0.95～1.05)。
11、在一种优选的实施方式中，所述聚醚二元醇和/或聚酯二元醇、二异氰酸酯单体和催化剂的摩尔比为(0.5～0.8):1:(0.1～0.3)。
12、在一种优选的实施方式中，所述聚氨酯预聚体的nco基团与烷基二元醇的oh基团的摩尔比为1:(0.95～1.05)。
13、在一种优选的实施方式中，所述聚烯烃选为均聚物和/或共聚物。
14、在一种优选的实施方式中，所述抗氧化剂选自茶多酚、丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯、叔丁基对苯二酚、抗氧剂1010和抗氧剂1076中的至少一种。
15、在一种优选的实施方式中，所述二氨基蒽醌选自1,2-二氨基蒽醌、1,4-二氨基蒽醌、2,6-二氨基蒽醌和1,3-二氨基蒽醌中的至少一种。
16、在一种优选的实施方式中，所述二异氰酸酯单体各自独立地选自异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯和二环己基甲烷二异氰酸酯中的至少一种。
17、在一种优选的实施方式中，所述多元醇至少包括烷基二元醇。
18、在一种优选的实施方式中，所述多元醇为烷基二元醇与聚醚二元醇和/或聚酯二元醇的混合物。
19、在一种优选的实施方式中，所述烷基二元醇、聚醚二元醇、聚酯二元醇的摩尔比为1:(1～3):(1～3)。
20、在一种优选的实施方式中，所述多元醇选自聚醚二元醇、聚酯二元醇和烷基二元醇中的至少一种。
21、在一种优选的实施方式中，所述聚烯烃的平均分子量为500～2000。
22、在一种优选的实施方式中，所述聚醚二元醇的平均分子量为200～5000。
23、在一种优选的实施方式中，所述聚酯二元醇的平均分子量为1000～20000。
24、在一种优选的实施方式中，所述烷基二元醇的通式为hor1oh，r1独立地为c12～c36亚烷基。
25、本专利技术提供了上述pu掺杂型mbbr填料组合物的制备方法，该方法包括将聚烯烃、蒽醌改性聚氨酯、抗氧化剂、助剂、填料以及任选的相容剂混合均匀后出料，即得到pu掺杂型mbbr填料组合物。
26、本专利技术还提供了上述pu掺杂型mbbr填料组合物在污水处理方面的应用。
27、本专利技术的关键在于通过同时含有蒽醌和长链烷基的聚氨酯对聚烯烃进行改性，所获得的pu掺杂型mbbr填料组合物同时兼具有良好的生物相容性和较高的机械强度以及耐磨性，并且提高了生物挂膜效率和污水处理能力。
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1.一种PU掺杂型MBBR填料组合物，其特征在于，所述PU掺杂型MBBR填料组合物包括质量比为100:(10～80):(0.3～1):(0.5～5):(10～20):(0～10)的聚烯烃、蒽醌改性聚氨酯、抗氧化剂、助剂、填料以及任选的相容剂；所述蒽醌改性聚氨酯的制备方法包括将二氨基蒽醌、二异氰酸酯单体和多元醇在催化剂的存在下进行聚合反应。
2.根据权利要求1所述的PU掺杂型MBBR填料组合物，其特征在于，所述聚合反应包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的PU掺杂型MBBR填料组合物，其特征在于，所述相容剂采用以下方法制备：
4.根据权利要求2所述的PU掺杂型MBBR填料组合物，其特征在于，所述二氨基蒽醌、二异氰酸酯单体和催化剂的摩尔比为(0.5～0.85):1:(0.1～0.3)；所述聚脲预聚体的NCO基团与多元醇的OH基团的摩尔比为1:(0.95～1.05)。
5.根据权利要求3所述的PU掺杂型MBBR填料组合物，其特征在于，所述聚醚二元醇和/或聚酯二元醇、二异氰酸酯单体和催化剂的摩尔比为(0.5～0.8):1:(0.1～0.3
6.根据权利要求1所述的PU掺杂型MBBR填料组合物，其特征在于，所述聚烯烃为均聚物和/或共聚物；所述抗氧化剂选自茶多酚、丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯、叔丁基对苯二酚、抗氧剂1010和抗氧剂1076中的至少一种。
7.根据权利要求1～6中任意一项所述的PU掺杂型MBBR填料组合物，其特征在于，所述二氨基蒽醌选自1,2-二氨基蒽醌、1,4-二氨基蒽醌、2,6-二氨基蒽醌和1,3-二氨基蒽醌中的至少一种；所述二异氰酸酯单体各自独立地选自异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯和二环己基甲烷二异氰酸酯中的至少一种；所述多元醇至少包括烷基二元醇；优选地，所述多元醇为烷基二元醇与聚醚二元醇和/或聚酯二元醇的混合物。
8.根据权利要求1～6中任意一项所述的PU掺杂型MBBR填料组合物，其特征在于，所述烷基二元醇、聚醚二元醇、聚酯二元醇的摩尔比为1:(1～3):(1～3)；所述聚烯烃的平均分子量为500～2000g/mol；所述聚醚二元醇的平均分子量为200～5000g/mol；所述聚酯二元醇的平均分子量为1000～20000g/mol；所述烷基二元醇的通式为HOR1OH，R1独立地为C12～C36亚烷基。
9.根据权利要求1～8中任意一项所述的PU掺杂型MBBR填料组合物的制备方法，其特征在于，该方法包括将聚烯烃、蒽醌改性聚氨酯、抗氧化剂、助剂、填料以及任选的相容剂混合均匀后出料，得到PU掺杂型MBBR填料组合物。
10.权利要求1～8中任意一项所述的PU掺杂型MBBR填料组合物在污水处理中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种pu掺杂型mbbr填料组合物，其特征在于，所述pu掺杂型mbbr填料组合物包括质量比为100:(10～80):(0.3～1):(0.5～5):(10～20):(0～10)的聚烯烃、蒽醌改性聚氨酯、抗氧化剂、助剂、填料以及任选的相容剂；所述蒽醌改性聚氨酯的制备方法包括将二氨基蒽醌、二异氰酸酯单体和多元醇在催化剂的存在下进行聚合反应。
2.根据权利要求1所述的pu掺杂型mbbr填料组合物，其特征在于，所述聚合反应包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的pu掺杂型mbbr填料组合物，其特征在于，所述相容剂采用以下方法制备：
4.根据权利要求2所述的pu掺杂型mbbr填料组合物，其特征在于，所述二氨基蒽醌、二异氰酸酯单体和催化剂的摩尔比为(0.5～0.85):1:(0.1～0.3)；所述聚脲预聚体的nco基团与多元醇的oh基团的摩尔比为1:(0.95～1.05)。
5.根据权利要求3所述的pu掺杂型mbbr填料组合物，其特征在于，所述聚醚二元醇和/或聚酯二元醇、二异氰酸酯单体和催化剂的摩尔比为(0.5～0.8):1:(0.1～0.3)；所述聚氨酯预聚体的nco基团与烷基二元醇的oh基团的摩尔比为1:(0.95～1.05)。
6.根据权利要求1所述的pu掺杂型mbbr填料组合物，其特征在于，所述聚烯烃为均聚物和/或共聚物；所述抗氧化剂选自茶多酚、丁基羟基茴香醚、二丁基羟基...
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