[发明专利]一种悬浮生物填料的制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明属于废水处理领域，具体涉及一种适用于移动床生物膜反应器的悬浮生物填料的制备方法及应用。

背景技术

在生物膜法中，填料作为微生物赖以栖息的场所是废水处理的关键技术之一，其性能直接影响着处理效果和投资费用。自20世纪70年代以来，科研工作者就以改进填料为突破口，不断推动生物膜法的发展。目前，国内常用的填料是蜂窝填料、软性填料、半软性填料及复合填料等固定型填料，但这些填料在使用中常会遇到堵塞、结团、布气布水不均匀等问题，影响了生物处理效果。且上述填料均需安装在辅助支架上，造成填料安装、更换等诸多不便，使工程投资和运行管理费用相对提高。

悬浮填料的开发是当前国内外针对以上填料的不足，由生物流化床工艺引发而来的一个新的研究动态。这种填料比重接近于水，无需固定支架，在池中可随曝气搅拌悬浮于水中并全池均匀流化，能耗较低，是一种很有发展前途的填料。目前市场上的填料产品有很多，但在实际应用中存在着一定的问题，如比表面积小，亲水性能差，挂膜及启动周期长、生物膜易脱落等。很多公司力图从结构上的改进和复杂化来提高填料的比表面积，提高处理效果，主要问题是填料结构越复杂，造价越高，且生产效率会下降。

CN201896101U公开了一种用于移动床生物膜反应器的微生物悬浮填料，提出包括中空圆柱体及其内部设有交叉支撑断面的新结构填料，有效的增大了载体的表面积。CN101928061A公开了一种表面多孔悬浮生物填料，该填料以低成本高机械强度低密度材料为骨架，将多孔材料如聚氨酯PUF等粘结包覆到骨架填料表面制备而成，有效的提高了填料的生物亲和性能。CN101066800A公开了一种改性微生物膜载体，提出废石粉、焦炭粉、矿渣粉及铁粉及聚乙烯，在造粒机内高温加工而成，目的在于改善载体表面的亲水性。

上述专利在一定程度上增加了填料载体的比表面积，改善了填料的亲水性能，但结构设计的复杂，加工难度的增大相应的导致了生产成本的增加，不利于进行大批量生产。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种悬浮生物填料的制备方法及应用。本发明制备方法简单，大大增强了悬浮生物填料的亲水性，增加表面的吸附量并增强生物膜吸附强度，缩短挂膜周期且生物膜不易脱落；同时可提高微生物的活性，提高处理效率。

本发明悬浮生物填料的制备方法，包括如下内容：

（1）将质量份数为：磁粉0.2～0.6、再生胶粉7～10、沸石3～12、马来酸酐2～8、过氧化二异丙苯0.2～0.8、甲壳素0.5～2、焦炭粉3～5、矿渣粉1～2混合均匀，然后加入高密度聚乙烯70～75份，高速搅拌；

（2）将上述混合物料加入到螺杆造粒机中造粒；

（3）将造出的颗粒投入螺杆挤出机中挤压成型，并经过真空定型，冷却，机械开孔，切割成型；

（4）最后采用短波紫外光辐照填料。

本发明中，步骤（1）混合前将磁粉、再生胶粉、沸石、马来酸酐、过氧化二异丙苯、甲壳素、焦炭粉、矿渣粉进行粉碎，粉碎后目数大于200目。

本发明中，步骤（1）的磁粉可以是四氧化三铁磁、锰锌铁氧体和镍锌铁氧体中的一种或几种，优选为质量比9:1的四氧化三铁磁粉和锰锌铁氧体的混合磁粉。

本发明中，步骤（1）的原料进行高速的搅拌混合，不仅有利于原料的混合均匀，并能产生大量的摩擦热，有利于反应的进行。

本发明中，步骤（2）的原料混合后，加入到双螺杆造粒机的料仓中，混合料经过双螺杆造粒机的二次造粒过程，完成了原料的改性，达到所需的物化性能。原料中聚乙烯是塑胶粒，不是粉末状，二次造粒的目的就是是聚乙烯粒可以和其它物质充分混合，各组分均匀到新的塑胶粒中。

本发明中，步骤（3）造粒后，加入到双螺杆挤出机的料仓中，经挤压成型后，再通过真空定型、冷却、机械开孔、切割成型。真空定型时，真空度为28000～35000Pa；冷却时，冷却温度为20～25℃。机械开孔时，开孔机为滚动高温探针，枕头温度大于250℃，针头尺寸200nm。

本发明中，短波紫外光的波长200～275nm，辐照填料的时间为10～30min。得到的成品填料密度的为0.93kg/L～0.96kg/L。