一種復合微量金屬離子的空心柱懸浮微生物膜填料的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型設及一種用于處理工業廢水的復合微量金屬離子的空屯、柱懸浮微生 物膜填料。
【背景技術】
[0002] 水資源短缺問題日益嚴重，我國是一個嚴重缺水的國家，人均水資源僅為世界平 均值的1/4。隨著經濟的發展，我國工業水資源消耗越來越大，廢水排放量也驟增，因此提高 工業廢水的回收利用率對于解決水資源緊缺問題具有重要意義。
[0003]目前，工業廢水的處理通常采用生物接觸氧化法，其在紡織印染、石油化工、醫藥 等廢水的處理中已得到廣泛應用。生物接觸氧化法的實質是在池內充填填料，廢水流經填 料，使得填料上布滿生物膜，生物膜上的微生物W廢水中的污染物為營養物質進行新陳代 謝，從而使廢水得到凈化。水處理填料是生物膜工藝的核屯、，是微生物生長的場所，廢水處 理效果與所選的填料有著很大的關系。隨著國家對水處理要求的不斷提高，各類廢水的排 放標準不斷提高，對水處理填料的要求也在越來越嚴格，在新型水處理填料方面仍然需要 進一步的研究與開發。
[0004] 污染物的生物降解主要是通過微生物群落的新陳代謝作用實現的，微生物新陳代 謝所需要的宏量營養物有碳、氧、氨、氮、憐和硫，微量元素有維生素和一些金屬元素。工業 廢水中往往富含微生物代謝所需的宏量營養元素，但微量元素卻極為匿乏。因此，向填料中 添加適量的微量金屬營養元素，能夠提高微生物群落的新陳代謝能力，進而提高處理工業 廢水的效率。現有技術多集中在改進生物膜填料的物理結構上，加大工業廢水與生物膜填 料的有效接觸面積，但由于微生物生活在缺乏營養物質的環境下，必會導致其新陳代謝能 力下降、甚至死亡，從而影響生物膜填料的凈化效率。有的現有技術中雖也添加了微生物生 長所需的部分營養元素，但由于沒有根據工業廢水環境下的具體情況來選擇添加具有針對 性的微量元素，微生物的處理廢水的效率仍不理想，故現有技術依然不能很好地解決微生 物由于營養物質缺乏而導致凈化污水效率低下的問題。
【發明內容】
[0005] 為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種用于處理工業廢水的復合微量金 屬離子的空屯、柱懸浮微生物膜填料。
[0006] 優選地，本實用新型的目的在于通過在填料基體上再注塑一層含有金屬元素鋼和 鉆的緩釋復合物，從而形成雙層結構。并采用紫外光照射法進行后處理，使空屯、柱填料表面 具有大量的簇基和徑基結構，加大了空屯、柱填料的比表面積、提高了其粘合性、親水性，從 而提高了微生物的掛膜效率和處理污水的效率。
[0007] 本實用新型提供的復合微量金屬離子的空屯、柱懸浮微生物膜填料，其特征在于所 述生物膜填料包括填料基體層和含有金屬元素鋼和鉆的緩釋復合物層。
[0008] 在本實用新型的一個優選實施方案中，所述填料緩釋復合物層外表面具有經紫外 線照射發生光反應而產生絨毛狀結構。
[0009] 在本實用新型的另一個優選實施方案中，所述填料基體層內部為空屯、結構。
[0010] 在本實用新型的另一個優選實施方案中，所述圓柱高3. 5-4. 5cm，直徑為 1. 8-2. 2畑1，所述緩釋復合層厚度為0. 15-0. 25畑1，所述的絨毛長度為1. 5-3. 0μm，所述的 空屯、結構內孔直徑為0. 7-0. 9畑1。
[0011] 在本實用新型的另一個優選實施方案中，所述緩釋復合物層具有較大的比表面 積、較高的粘合性能和良好的親水性。
[0012] 本實用新型通過基材與營養物質的復合制備技術研發出一種復合微量金屬離子 的空屯、柱懸浮微生物膜填料，且在后處理程序中采用紫外光照射的方法又使得填料的外表 面具有親水性基團，增大了填料的粘合性、親水性和比表面積。在活性污泥反應器中，既提 供了微生物需要的營養元素，又形成處理性能更優越的生物膜系統，使得微生物掛膜效率 增高，剩余污泥排放減少，微生物的代謝活動增強，去除效果比普通生物膜填料有很大提 升。目前，運種復合微量金屬離子的空屯、柱懸浮微生物膜填料還鮮有報道，其諸多優點必將 使生物膜填料技術在水處理領域的發展前景更加廣闊。
[0013] 應當理解，前述大體的描述和后續詳盡的描述均為示例性說明和解釋，并不應當 用作對本實用新型所要求保護內容的限制。
【附圖說明】
[0014] 參考隨附的附圖，本實用新型更多的目的、功能和優點將通過本實用新型實施方 式的如下描述得W闡明，其中：
[0015] 圖1為本實用新型一種優選的懸浮微生物膜填料的截面圖。
【具體實施方式】
[0016] 通過參考示范性實施例，本實用新型的目的和功能W及用于實現運些目的和功能 的方法將得W闡明。然而，本實用新型并不受限于W下所公開的示范性實施例，可W通過不 同形式來對其加W實現。說明書的實質僅僅是幫助相關領域技術人員綜合理解本實用新型 的具體細節。
[0017] 為更加明確本實用新型的內容，對下述實施例中相關的專業名詞給予如下解釋：
[001引 （1)pH:表示溶液酸性或堿性程度的數值。
[0019] (2)色度：是指含在水中的溶解性的物質或膠狀物質所呈現的類黃色乃至黃褐色 的程度。
[0020] (3)B0D:生化需氧量或生化耗氧量的簡稱，表示水中有機物等需氧污染物質含量 的一個綜合指標。說明水中有機物由于微生物的生化作用進行氧化分解，使之無機化或氣 體化時所消耗水中溶解氧的總數量。其值越高說明水中有機污染物質越多，污染也就越嚴 重。
[0021] (4)C0D:化學需氧量的簡稱，是W化學方法測量水樣中需要被氧化的還原性物質 的量。廢水、廢水處理廠出水和受污染的水中，能被強氧化劑氧化的物質（一般為有機物） 的氧當量。在河流污染和工業廢水性質的研究W及廢水處理廠的運行管理中，是一個重要 的而且能較快測定的有機物污染參數。
[0022] (5)MLSS:混合液懸浮固體濃度的簡稱，它又稱為混合液污泥濃度，它表示的是在 曝氣池單位容積混合液內所含有的活性污泥固體物的總重量（mg/L)。
[002引 （6)二次注塑：將注塑機機筒并排或呈L型放置，將樹脂注入模具。當使用同一個 注入點將樹脂注入模具時，生產的復合部件為被外層包覆的核屯、樹脂材料，運種方式稱為 共塑；當通過多個注入點將樹脂注入模具時，可使一種材料在另一種材料上面成型，從而產 生多層結構，運種方式稱為二次注塑。
[0024] 本實用新型的懸浮微生物膜填料的制備方法：
[0025] 首先將原料進行前處理：金屬化合物中的結晶水會影響填料的加工性能，第一步 要進行高溫脫水。將聚丙締（P巧，聚乙二醇（PEG),馬來酸酢（ΜΑΗ)分別在90°C條件下干燥 2h;將金屬化合物鋼酸鋼（NazMcA·2Η20)和侶酸鉆（Co(A1〇2)2 '6&0)分別置于150°C的干 燥箱內進行脫水處理1化取出，研磨；
[0026] 按下述質量比調節經前處理過原料的配比，使填料的密度在0. 95-0. 98g/cm3 之間：68-75 %的聚丙締（P巧，3-7 %的聚乙二醇（PEG)，0. 9-1. 3 %的馬來酸酢（ΜΑΗ)， 0. 6-0. 8%的石蠟油，16-22%的聚乳酸（PLA)，0. 9-1. 3%的氧化鋒，置于高速攬拌機中攬拌 混合lOmin，使其充分混合均勻，作為生物膜填料基體的制作原料備用；
[0027] 按下述質量比調節經前處理過原料的配比，使填料的密度在0. 95-0. 98g/cm3之 間：1. 3-1. 7 %的金屬化合物鋼酸鋼（NazMcA· 2&0)，3-5 %的侶酸鉆（Co(A102)2 · 6&0)， 68-75%的聚丙締（P巧，3-7%的聚乙二醇（PEG) ,0.9-1. 3%的馬來酸酢（ΜΑΗ) ,0.6-0. 8% 的石蠟油，16-22 %的聚乳酸（PLA)，0. 9-1. 3 %的氧化鋒，置于高速攬拌機中攬拌混合 lOmin，使其充分混合均勻，作為生物膜填料復合層的制作原料備用；
[0028] 取經上述處理后的混合原料分別置于注塑機料斗中，采用柱形生物膜填料模具注 塑。調整注塑模具尺寸，使得注塑后所述圓柱的高為3. 5-4. 5畑1，直徑為1. 8-2. 2畑1，所述緩 釋復合層厚度為0. 15-0. 25畑1，所述空屯、結構的內孔直徑為0. 7-0. 9畑1。將注塑溫度設置為 180~210°C，注塑溫度均應在原料烙點W上，但溫度不宜太高，W防止聚乳酸的熱分解。采 用二次注塑方法注塑成型后，用二次水反復清洗，并置于70°C中烘箱中進行熱處理，提高生 物膜填料的穩定性，一小時后取出，再用二次水充分清洗；
[0029] 將經上述處理后的含有微量金屬元素的生物膜填料采用紫外光照射法進行后處 理，使生物膜填料的復合層生成氧化基團，至生物膜填料的外表層呈現絨毛狀。該步驟可提 高生物膜填料的親水性、黏合性與比表面積。紫外光后處理的操作參數為：采用微波激發紫 外燈，功率密度為120W/cm2,光照反應時間10~30s，絨毛長度可達1. 5-3. 0μm。反應結束 后取出用二次水反復清洗干凈，除去表面殘余雜質，置于密封袋中保存。取上述制得的新型 緩釋微量金屬元素的懸浮微生物膜填料進行如下效果測試。
[0030] 實施例1 [00引]原料用量：
[0032] 在本實施例中，所用的微生物膜填料基體的制備原料用量如下（質量百分比）：
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