微生物掛膜用親水載體的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及一種微生物填料，屬于環境工程學科中的污水處理
技術領域。
【背景技術】
[0002] 隨著城市的不斷發展，新興行業的不斷涌現，加速了環境污染的惡化。特別是國家 加大對工業污染治理力度，提高了污水排放標準，現有的處理技術已很難滿足新標準的要 求。因此我國的水處理行業也在根據大環境的發展需要，加速新技術的開發和研究，以適應 日益嚴峻的環境要求。近年來，污水處理中運用生物膜技術來解決污水升級達標要求，以緩 解企業的水處理壓力及污水對人們生活環境的污染。生物膜法中，填料為微生物賴以棲息 的場所，其性能直接影響著處理效果和投資。目前，國內常用的填料是蜂窩填料、軟性填料、 半軟性填料及復合填料等固定型填料，但這些填料使用中經常遇到堵塞、結團、板結等問 題，影響了生物處理效果。且上述填料均需安裝在輔助支架上，造成填料安裝、更換等諸多 不便。
[0003] 現有技術的填料產品在實際應用中存在著一定的問題，由于比表面積小，親水性 能和生物親和性較差，導致在掛膜速度、掛膜量及膜與填料的緊密度方面存在不足;其次， 由于污染負荷較低，微生物生長受限制，生長速度緩慢，也導致不易于生物掛膜。
【發明內容】
[0004] 本發明目的是提供一種微生物掛膜用親水載體，該微生物掛膜用親水載體掛膜速 度快，不易脫落，處理效率高，適用于污水中低濃度有機物與氨氮的處理，低濃度有機廢水， 本發明的生物填料具有極強的親水性及生物親和性，且填料本身對生物膜具有很強的吸附 強度，有利于填料載體上生物量的截留與累積，因此能較好的適應低濃度條件下的廢水處 理。
[0005] 為達到上述目的，本發明采用的技術方案是:一種微生物掛膜用親水載體，所述微 生物填料包括中空短管、依次同心地設置于中空短管外側的第一同心環圈、第二同心環圈， 所述中空短管、第一同心環圈和第二同心環圈之間通過連筋連接，位于最外側的第二同心 環圈表面呈鋸齒狀； 所述微生物填料由以下重量份的組分組成： 高密度聚乙烯 55~65份， 低密度聚乙烯 8~12份， 熟石灰 5~15份， 陶氏粉末活性炭 5~20份， 輕質碳酸鈣 6~10份， 馬來酸酐 3~5份， 過氧化二異丙苯 0.2~0.6份， 明膠 1.5~3份， 甲殼素 1~2份， 四氧化三鐵磁粉 0.8~2份， 錳鋅鐵氧體 0.1~0.3份； 所述微生物填料的密度為0.96~0.98g/cm3。
[0006] 上述技術方案中進一步改進的技術方案如下： 作為優選，所述磁粉為四氧化三鐵磁、錳鋅鐵氧體和鎳鋅鐵氧體中的至少一種。
[0007] 作為優選，所述熟石灰與陶氏粉末活性炭和輕質碳酸鈣按照1:1.2:0.9重量份混 合。
[0008] 作為優選，所述四氧化三鐵磁粉和錳鋅鐵氧體、陶氏粉末活性炭、熟石灰均進行粉 碎，粉碎后目數大于200目。
[0009] 由于上述技術方案運用，本發明與現有技術相比具有下列優點和效果： 1、本發明微生物掛膜用親水載體，其掛膜速度快，不易脫落，處理效率高，適用于污水 中低濃度有機物與氨氮的處理，低濃度有機廢水，本發明的生物填料具有極強的親水性及 生物親和性，且填料本身對生物膜具有很強的吸附強度，有利于填料載體上生物量的截留 與累積，其氨氮去除率超過92%，C0D去除率超過78%，因此能較好的適應低濃度條件下的廢 水處理;其次，采用高密度聚乙烯55~65份搭配低密度聚乙烯8~12份作為基礎樹脂料，添加 馬來酸酐3~5份、過氧化二異丙苯0.2~0.6份、明膠1.5~3份，降低了污水和載體的接觸角，提 高了載體的親水性，使微生物更容易附著在載體上，親水型生物載體比表面積大、吸附性極 強，在水中能防止載體外表面附著的微生物膜因載體間摩擦而脫落，掛膜所需時間短，提高 了廢水處理效率。
[0010] 2、本發明微生物掛膜用親水載體，其在高密度聚乙烯65~75份、輕質碳酸鈣6~10 份、馬來酸酐3~5份中進一步添加過氧化二異丙苯0.2~0.6份、明膠1.5~3份、四氧化三鐵磁 粉0.8~2份和錳鋅鐵氧體0.1~0.3份，既有利于填料帶有較強磁性形成磁化效應，提高廢水 中污染物轉化速度和效率，產生吸附力，增加填料表面的吸附量;同時，過氧化二異丙苯0.2 ~0.6份、明膠1.5~3份可提高微生物的活性，水中微生物經磁化作用后，適應生存下來的微 生物具有更大的增殖和代謝能力，使得有機污染物在弱磁場的作用下，通過磁力鍵、磁力、 洛侖茲力和磁致膠體效應等作用經磁聚、吸附、富集到磁性生物填料表面;氧是順磁性物 質，曝氣時會在磁場作用下被吸附到生物填料附近，增大填料表面的氧濃度，促進好氧生物 的繁殖，另外弱磁場還具有誘導微生物的活性和酶活性的作用;再次，其采用明膠1.5~3份 和甲殼素1~2份搭配使用使得生物載體，縮短掛膜周期，并增強生物膜吸附強度，不易脫落。
[0011] 3、本發明微生物掛膜用親水載體，在填料組分中進一步添加陶氏粉末活性炭5~20 份，使得填料具有優良的吸附能力，能使生物細胞和有機物吸附固體表面，造成局部空間的 高氧化速率，突破原有濃度平衡的界限，延長微生物與有機物的接觸時間，使有機物被迅 速、徹底降解，生物的氧化又使活性炭表面吸附能力得到恢復。
[0012] 4、本發明微生物掛膜用親水載體，在填料組分中進一步熟石灰，改善填料的比重， 讓懸浮式填料比重接近水的比重，大大降低動力攪拌能耗，提高填料的功效。
【具體實施方式】
[0013] 下面結合實施例對本發明作進一步描述： 實施例1~4: 一種微生物掛膜用親水載體，所述親水載體包括中空短管、依次同心地設 置于中空短管外側的第一同心環圈、第二同心環圈，所述中空短管、第一同心環圈和第二同 心環圈之間通過連筋連接，位于最外側的第二同心環圈表面呈鋸齒狀； 所述親水載體由以下重量份的組分組成，如表1所示： 表1
上述用亍微生物快速掛膜的懸浮填科的密度為〇. 96~0.98g/cm。。
[0014] 上述熟石灰與陶氏粉末活性炭和輕質碳酸鈣按照1:1.2:0.9重量份混合。
[0015]上述四氧化三鐵磁粉和錳鋅鐵氧體、陶氏粉末活性炭、熟石灰均進行粉碎，粉碎后 目數大于200目。
[0016] -種用于上述親水載體的制備工藝，包括以下步驟： 步驟一、取馬來酸酐3~5份、過氧化二異丙苯0.2~0.6份，用2.5千克丙酮將它們溶解制 成丙酮溶液，置于混合機中； 步驟二、再向混合機中加入高密度聚乙烯55~65份、低密度聚乙烯8~12份、熟石灰5~15 份、陶氏粉末活性炭5~20份、輕質碳酸鈣6~10份、明膠1.5~3份、甲殼素1~2份、四氧化三鐵磁 粉0.8~2份和錳鋅鐵氧體0.1~0.3份均勻混合，取出后置于敞開的容器內讓丙酮自然揮發， 使之成為固體； 步驟三、將上述固體物料投入雙螺桿擠出機中，熔融擠出造粒； 步驟四、將上面造出的顆粒投入45型單螺桿擠出機中，通過擠出模具擠壓成型，得到的 填料為圓筒，其內設軸向交叉加強筋、圓筒外壁上設軸向放射狀翅片。
[0017] 比較例1 采用與實施例1相同的制備工藝，不同之處在于:產品組成中不加入熟石灰。得到懸浮 填料產品E，密度為0.92kg/L。
[0018] 比較例2 采用與實施例1相同的制備工藝，不同之處在于:產品組成中不加入磁粉。得到懸浮填 料產品F，密度為0.958kg/L。
[0019] 比較例3 采用與實施例1相同的制備工藝，不同之處在于:產品組成中不加入陶氏活性碳。得到 懸浮填料產品G，密度為0.98kg/L。
[0020] 取相同量的實施例1~4和比較例1~3獲得的產品依次為A、B、C、D、E、F、G放入水中 浸泡，時間為5小時，然后取出靜置30min，測定含水率。產品A、B、C、D、E、F、G的含水率分 別為18.9、18.8、18.8、18.7、11.8、12.5、13.2。用接觸角測定儀進行測量計算，產品A、B、 C、D、E、F、G的接觸角分別為57°、58°、58°、56°、73°、75°、82°。結果表明本發明制備的懸浮生 物填料的親水性能得到較大的提高。
[0021] 取相同量的實施例和比較例獲得的產品六3、(：、0』、？、6，置于5個平行的生物反應 器進行試驗。污泥和廢水為某化工污水處理裝置生化出水，其中試驗在移動床生物膜反應 器中進行，懸浮填料填充率為40%，pH為6.3~7.6，溫度為20~30 °C，C/N/P=100:5:1，D0=1.5~ 3mg/L的條件下，C0D為200mg/L，氨氮為50mg/L，水力停留時間5h，結果如表2所示。
[0022] 表2填料A~G的試驗結果
'^由表2可見，本發明方法制備的親水載體掛膜時間明顯縮短，C0D和氨氮的去除率明顯 提尚。
[0023] 上述實施例只為說明本發明的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人 士能夠了解本發明的內容并據以實施，并不能以此限制本發明的保護范圍。凡根據本發明 精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種微生物掛膜用親水載體，其特征在于:所述親水載體包括中空短管、依次同心地 設置于中空短管外側的第一同心環圈、第二同心環圈，所述中空短管、第一同心環圈和第二 同心環圈之間通過連筋連接，位于最外側的第二同心環圈表面呈鋸齒狀； 所述微生物填料由以下重量份的組分組成： 高密度聚乙烯 55~65份， 低密度聚乙烯 8~12份， 熟石灰 5~15份， 陶氏粉末活性炭 5~20份， 輕質碳酸鈣 6~10份， 馬來酸酐 3~5份， 過氧化二異丙苯 0.2~0.6份， 明膠 1.5~3份， 甲殼素 1~2份， 四氧化三鐵磁粉 0.8~2份， 錳鋅鐵氧體 0.1~0.3份； 所述親水載體的密度為〇. 96~0.98g/cm3。2. 根據權利要求1所述的微生物掛膜用親水載體，其特征在于:所述磁粉為四氧化三鐵 磁、錳鋅鐵氧體和鎳鋅鐵氧體中的至少一種。3. 根據權利要求1所述的微生物掛膜用親水載體，其特征在于:所述熟石灰與陶氏粉末 活性炭和輕質碳酸鈣按照1:1.2:0.9重量份混合。4. 根據權利要求1所述的微生物掛膜用親水載體，其特征在于:所述四氧化三鐵磁粉和 錳鋅鐵氧體、陶氏粉末活性炭、熟石灰均進行粉碎，粉碎后目數大于200目。
【專利摘要】本發明公開一種微生物掛膜用親水載體，其包括中空短管、依次同心地設置于中空短管外側的第一同心環圈、第二同心環圈，位于最外側的第二同心環圈表面呈鋸齒狀；所述微生物填料由以下重量份的組分組成：高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、熟石灰、陶氏粉末活性炭、輕質碳酸鈣、馬來酸酐、過氧化二異丙苯、明膠、甲殼素、四氧化三鐵磁粉和錳鋅鐵氧體；所述微生物填料的密度為0.96～0.98g/cm3。本發明微生物掛膜用親水載體延長微生物與有機物的接觸時間，使有機物被迅速、徹底降解，生物的氧化又使活性炭表面吸附能力得到恢復。
【IPC分類】C02F3/00
【公開號】CN105621595
【申請號】CN201610051096
【發明人】唐新亮, 況定文, 宋小林, 陳怡 , 溫文鵬
【申請人】蘇州科環環保科技有限公司
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2016年1月27日