[发明专利]一种用于污水处理的填料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于污水处理的填料及其制备方法。

背景技术

聚氨酯（PU）材料最早由德国OttoBayer博士于1937年合成出来的，是一种在其分子链上均含有氨基甲酸酯重复单元的高分子材料，可以制备多种多样的PU材料。虽然PU材料发展至今只有60余年的历史，其“资历”远比不过高分子材料中的老品种，但却由于其优良的性能而倍受世人的重视。1998年全球PU产品的产量为770万吨，2000年已超过860万吨，全球平均年增长率为4%~5%。中国的PU工业开始于20世纪50年代末，自上世纪九十年代以来，中国的PU工业迅速发展，特别是近几年来，PU工业的发展速度已超过发达国家，根据2009年在辽宁省葫芦岛市举行的中国(葫芦岛)PU产业高峰论坛传出消息，我国PU产品产量已占到全球总量的30%左右。PU软泡作为聚氨酯泡沫中的一种，具有多孔性、比表面积高和稳定性较强等众多优点。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于污水处理的填料，以解决污水处理厂普遍面临提高排放标准后，由于进水碳氮比偏低而导致出水总氮难以达标的问题。

本发明的另一目的是提供一种用于污水处理填料的制备方法。

本发明通过自制聚氨酯泡沫作为生物膜填料，其具有生物亲和性强、亲水性好和生物负载量大等优点，非常适用于作为水处理生物膜填料，并且通过往聚氨酯泡沫中添加相应碳源，能够解决污水厂碳源不足的难题。

本发明所述的一种用于污水处理的填料，其成分的重量份数为：100份聚醚多元醇、44.7份甲苯二异氰酸酯（TDI）、0.1~0.6份三乙烯二胺、0.8份硅酮表面活性剂（L580，3.3份蒸馏水、0.06~0.14份辛酸亚锡和20~40份碳源加载物料。

所述的一种用于污水处理的填料，其特征是：所述碳源加载物料为淀粉、纤维素或麦芽糊精。

本发明所述的一种用于污水处理的填料制备方法，步骤如下：

第一步，配料：按照重量份数称取20~40份碳源加载物料、100份聚醚多元醇、44.7份甲苯二异氰酸酯（TDI）、0.1~0.6份三乙烯二胺、0.8份硅酮表面活性剂（L580）、3.3份蒸馏水、0.06~0.14份辛酸亚锡和20~40份碳源加载物料；

第二步，部分原料混合：先将按重量份数称的聚醚多元醇、三乙烯二胺、硅酮表面活性剂、蒸馏水和辛酸亚锡混合，用搅拌器低速搅拌，速度控制在80－100r/min的范围内，随着混合液的低速搅动，缓慢向混合液中加入称重后的碳源加载物料；

第三步，加甲苯二异氰酸酯：加入称重后的碳源加载物料完毕后，提高搅拌混合速度，速度控制在200－300r/min的范围内，至混合液及碳源材料充分混合后，加入称重后的的甲苯二异氰酸酯（TDI）；

第四步，发泡成型：提高搅拌速度，速度控制在400－500r/min的范围内， 4－5s后，将混合液倒入模具中发泡成型，待泡沫体具有一定强度后放入恒温烘箱中，在100℃下熟化一天即成。

本发明的填料密度介于0.717 g/cm3～0.911 g/cm3之间，均略小于水，无需动力提升即可悬浮于水中，填料孔隙以500um～1000um孔径为主，比表面积介于3.8712m2/g ～9.8370 m2/g之间，能为微生物提供良好的传质通道及附着表面。填料活性好，且稳定性强，抗冲击能力强，处理效果好。

淀粉类缓释碳源填料的淀粉填充比为40%、表观密度为0.754 g/cm3时，填料在碳源释放量及缓释性等各方面均较优；在清水碳源静态释放试验中，填料静态碳源释放量为总碳源量的6.8%；填料脱氮效能研究结果表明，在每日进水硝氮浓度为40 mg/L 条件下，经过清水碳源释放后的填料维持出水NO3--N低于15mg/L的天数达28d，在每日进水硝氮浓度为20 mg/L 条件下，填料每日投加量为0.25g的工况下即能维持出水达一级A标准；填料反硝化碳源利用后微观形态研究结果表明，填料表面附着有大量混合微生物菌群，且具有良好的分层结构，为不同微生物提供不同微环境。