[发明专利]一种应用于水处理的蜂窝改性生物填料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于水处理材料技术领域，尤其涉及一种蜂窝生物填料的改性。

背景技术

生物填料是生物膜水处理技术的核心部件，填料的性能对于水处理工艺有很大的影响。目前，国内在废水生物处理工艺中已开发了多种新型填料，但现有的填料在挂膜周期、挂膜量及膜与填料的紧密度方面存在不足。如果适当地提高材料的亲水性，可望大大提高填料的传质、挂膜和水处理性能。

目前关于活性炭在废水降解中的作用，已有不少研究者进行了探索。活性炭有优良的吸附能力，能使生物细胞的外酶和有机物浓缩到固体表面，造成局部空间的高氧化速率，突破原有浓度平衡的界限，延长微生物与有机物的接触时间，使得有机物被迅速、彻底降解，生物的氧化又使活性炭表面吸附能力得到恢复。活性炭在废水的生物降解中具有较大潜力，但目前运用较多的还是直接将活性炭作为生物载体或者通过外加活性炭强化处理工艺，运用成本较高。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题是提供一种亲水性强的应用于水处理的蜂窝改性生物填料，该蜂窝生物填料相比现有技术，传质、挂膜和水处理性能大大提高。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种应用于水处理的改性蜂窝生物填料，其特征在于：填料由高分子基材制成，截面为蜂窝结构，所述填料在蜂窝的内外表面嵌入分布有活性炭颗粒，或者所述填料在高分子基材中混合有活性炭颗粒。

在本发明的优选实施方式中，所述蜂窝为均匀孔洞的六角蜂窝。

所述高分子基材是聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯或聚酯中的一种或几种以任意比例混合。

所述填料的最终密度为0.86-1.10g/cm³。

所述活性炭粒度为10μm-2mm，添加比例占填料重量的0.5-30%。

另外，本发明还提供两种应用于水处理的改性蜂窝生物填料的制备方法。

其中一种制备方法为：先将高分子基材在挤出机中通过填料模具挤出截面为蜂窝结构的填料，然后切断，最后在保持填料温度的同时，然后采用喷砂方式将活性炭颗粒均匀嵌入分布在填料的内外表面。

另一种制备方法为：先将高分子基材和活性炭颗粒进行混合，然后再用挤出机中通过填料模具挤出截面为蜂窝结构的填料，最后切断。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1.活性炭与填料的结合，使填料具有较强的亲水性，增强了填料表面的润湿性能和传质性能，本发明的填料比普通塑料填料对水有更大的持重量。

2.分布在填料表面的活性炭颗粒可增大填料的比表面积，为微生物提供更多的附着生长点，增加了生物膜量，使微生物附着生长更加容易和紧密牢固，耐曝气冲击能力和耐负荷冲击能力提高。

3.活性炭提高了填料表面粗糙度，使生物膜附着力增强，极大的改善了填料表面生物学性能。具有吸附能力的活性炭表面比一般填料表面更加粗糙易于微生物附着生长，从而缩短挂膜周期。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明：

图1为本发明的填料的截面示意图。

图中：

100填料，101-内、外表面

具体实施方式

喷砂方式

实施例1：称取聚丙烯颗粒497.5g，粒度为0.01mm的活性炭2.5g。将聚丙烯颗粒移入挤出机中，通过填料模具成型，填料100的截面为六角蜂窝结构，切割制得500个。然后用喷砂机将活性炭均匀嵌入分布到填料的内、外表面101，从而获得活性炭改性亲水填料，所制的填料的密度约为0.98g/cm³。

将上述所制得的活性炭改性亲水填料和普通聚丙烯塑料填料分别置于相同条件的MBBR反应池中，进行生活污水处理对比试验。进水CODcr为250-400mg/L，活性污泥浓度为10g/L，曝气量3mg/L，5天后本发明活性炭改性亲水填料挂膜成功，CODcr去除率达到91%；而普通聚丙烯塑料填料挂膜时间为14天，稳定后CODcr去除率只有75%。

实施例2：称取聚丙烯颗粒和聚乙烯颗粒各225g，粒度为0.5mm的活性炭50g。将聚丙烯颗粒与聚乙烯颗粒移入挤出机中，通过填料模具成型，截面为六角蜂窝结构，切割制得填料500个。然后用喷砂机将活性炭均匀嵌入分布到填料的内外表面，从而获得活性炭改性亲水填料，所制的填料的密度约为0.93g/cm³。