[发明专利]可降解生物亲和性水处理填料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于水处理领域，具体涉及一种可降解生物亲和性水处理填料及其制备方法，主要用于生化法养殖废水中氨氮的去除、磷的去除以及其它有机物的去除处理，也可以用于其它污水处理领域。

背景技术

氨氮是水产养殖废水中的主要污染物，也是最难以去除的物质。其主要来源是残余的饵料和养殖对象的排泄物。氨氮对人类最突出的危害就是使水体富营养化，破坏水体生态平衡。大量含氨氮废水进入水体，水体中植物营养过剩导致水生生物的大量繁殖，主要是各种藻类的大量繁殖，使鱼类生活空间越来越小，影响和破坏水体生态平衡；而且，非离子态的氨氮对养殖对象可以直接产生毒性，影响其生长发育，给水产养殖带来极为严重的后果和巨大的经济损失。

在现有氨氮废水的处理技术中，生物膜法以其处理效率高，耐冲击负荷，运行稳定，污泥产量小及经济节能等优点被广泛应用。生物处理除氨氮时通过微生物的硝化-反硝化作用将氨氮最终转化为氮气，或者通过生物体的转化、吸收等作用将污染物氨氮作为自身的营养物质吸收或加以利用，最终达到从水体中移出的目的。而生物填料则是废水生物处理技术的核心之一，它的材质和表面性能将直接影响微生物的附着、生长，进而影响废水的处理效果。目前常见的生物填料主要以聚丙烯、聚乙稀、醛化维纶等高分子材料制成，但是在实际应用中，人们发现这些塑料填料的亲水性和生物亲和性能较差，导致在挂膜速度、挂膜量以及膜与填料的紧密度方面存在不足。目前已有厂家生产改性生物填料,通过进行亲水性和生物亲和性改性,使得微生物更易吸附在填料上,提高微生物对水中污染物的分解能力。但是，由于养殖废水生物耗氧量（Biological Oxygen Demand，BOD）普遍较低，而在过程中需要大量的碳源，若处理低碳高氨氮废水，就必须增加额外的碳源，使处理成本增加。天然高分子材料由于原料比较容易获得，成本较低，同时对微生物无毒害作用，传质性能好，若利用该种材料作为固体碳源和生物膜载体并加以改性，不仅能够增强生物填料的亲水性和生物亲和性，同时可以大大降低投加额外碳源的成本，促进硝化细菌和反硝化细菌的增长。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能增强载体表面的亲水性、生物亲和性及微生物附着量，并且能提高生物载体对氨氮硝化-反硝化能力及去除率的可降解的生物亲和性水处理填料，作为高分子改性生物膜载体，同时还提供了上述材料的加工工艺。

本发明的技术方案如下：

一种可降解的生物亲和性水处理填料，由可降解生物亲和性母粒和发泡剂制成，所述可降解生物亲和性母粒由以下重量份的成分组成：

可降解高分子材料40～70份、填充料10～40份、天然生物质粉末10～25份、吸附剂1～3份、营养盐0.5～1份、偶联剂0.5～1份、润湿剂0.5～1份、其它添加剂3～7份；

所述可降解高分子材料包括聚3-羟基烷酸酯、聚乳酸、聚ε-己内酯和聚丁二酸丁二醇酯；

所述填充料为轻质碳酸钙或羟基磷灰石；

所述天然生物质粉末为糖蜜、纤维素或淀粉中的一种或两种以上的混合物；

所述吸附剂为沸石粉、硅藻土或粉末活性炭；

所述营养盐包为亚铁盐和镁盐按摩尔比为10:（0.5～5）的混合物，其中亚铁盐为氯化亚铁或硫酸亚铁，镁盐为氯化镁或硫酸镁；

所述偶联剂包括硅烷偶联剂、铬络合物偶联和钛酸酯偶联剂；

润湿剂为白油；

其它添加剂为聚乙烯醇、硬酯酸和氯化钙按1:1:（0～2.5）的质量比组成的混合物。

所述母粒的各原料的细度不低于200目。

上述可降解的生物亲和性水处理填料密度在0.96～0.98kg/L。

上述可降解的生物亲和性水处理填料的制备方法包括以下步骤：

（1）将上述母粒的配料置于混合器中混匀，送入造粒机加工成颗粒物，得可降解生物亲和性母粒；

（2）将步骤（1）所得母粒与发泡剂混合，混合后的密度在0.96～0.98kg/L，送入挤出机筒内，从机头模具口挤出，经定径、冷却定塑、切割定型得到特定形状的填料产品。

本发明相比现有技术具有如下优点：

本发明的生物膜载体密度接近于水，挂膜前0.96～0.98g/cm³，挂膜后约等于1kg/L，使其在反应器内易于与水流混合流动。