[发明专利]一种磁性水处理填料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及废水处理领域，特别涉及一种磁性水处理填料的制备方法。

背景技术

近年来, 水处理领域的重大进展和发展很多集中在生物膜法处理工艺，生物膜法是一大类生物处理法的统称，包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化池、曝气生物滤池及生物流化床，其共同特点是微生物附着生长在填料表面上，形成生物膜，是一种被广泛采用的生物处理方法，具有良好的处理效果和应用前景。在废水生物膜法处理工艺中, 反应器中填充的填料是其核心部分。填料是生物膜赖以栖息的场所, 是生物膜的载体,影响着微生物的生长、繁殖、脱落和形态及空间结构, 同时在某些工艺中如生物滤池中兼有截留悬浮物质的作用。因此,填料是生物膜法的关键, 直接影响着生物膜法的效能。

生物膜法水处理用填料的设计主要需要控制的是产品的粒径、孔隙、密度、表面粗糙程度以及表面亲水性、表面电荷等因素。

a)填料的粒径大小要适中。过大的粒径会造成比表面积小可以容纳的生物量少，效率下降。但是过小的粒径在水中容易流失，造成填料浪费、设备堵塞等问题。

b)填料的密度在1.0-3.0之间皆有使用，但是使用密度略大于水的载体在某些场合可以节省能耗。

c)载体材料具有足够的亲水性，才能有利于保证微生物的附着和生长。

d)填料必须有大的比表面积才能吸附和固定微生物，并且提供必要的繁殖场所。且由于水流的冲击，外力打捞输送等也会造成表面生物膜的脱落。因此最好要求目标填料外部较为粗糙，凹凸不平，且内部有较多的空洞，可以使微生物在内部繁殖。

e)填料需要具有一定的物理强度。由于在好氧池中，载体会受到水流和水中悬浮物的冲击，在流化床中更会随着水流转移，相互碰撞摩擦。因此载体必须有一定的物理强度，不容易破碎。

f)另外作为载体，一般要求价格较为经济。

目前市面较多使用的填料都是PE、PP或者PVC材料的，在实际的使用过程中有较多的问题，诸如挂膜慢，启动时间长，生物相容性不好，最主要的原因在于PP或者PE/PVC作为一种塑料材料，其表面能都比较低，造成和微生物相容性差；这些塑料材料吸水性很差且在水中可耐受腐蚀，因此成品的填料表面十分光滑，几乎不存在微孔或者凹陷等，细菌难以锚固在表面或者凹陷的地方并繁殖然后形成生物膜；因为没有微孔结构，比表面积较小，容留的生物量也相对较小，这些就造成了现有的填料启动时间长，挂膜后生物量不太多，因此系统负荷也不能太高等。

发明内容

本发明的目的在于克服现有生物膜法填料所存在的挂膜慢、启动时间长、生物相容性差等上述不足，提供一种磁性水处理填料的制备方法，通过对传统的填料进行物理化学改性，并根据不同的需要进行外形加工，从而提高传统材料的亲水性和物理性能，改善微生物生长繁殖环境，制备出高效生物填料。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种磁性水处理填料的制备方法，包括以下步骤：

S1、将热塑性树脂熔融后和磁粉混合，得到预混物；

S2、将上述预混物进行造粒；

S3、将造出的颗粒成型，切割为填料；

S4、将上述填料进行酸洗，干燥后即得成品。

本申请的发明思路为首先将热塑性树脂加热熔融后和磁粉混合，充分搅拌混匀后造粒，这一过程中磁粉和热塑性树脂完全混合均匀，在后续加工中，因磁粉的热传导系数同热塑性树脂材料有较大差异，填料在降温冷却过程中会形成凹凸不平的表面，同时部分表面可能形成微小空洞等，作为水处理填料而言可以增加其生物附着性；前述造粒成功的颗粒物投入到挤塑机中，设定好各工段的加工温度，挤塑成连续挤出型材，然后按照设计的尺寸切割为小的成品填料，一般切割长度为5-30mm左右，填料的形式可以设计成多种，如表面凹凸线条，中间十字连接，或者复杂的图案，采用注塑机则可以实现更为复杂不易连续生产的形状，使填料满足不同实际工作需要；加工后的成型填料，为了增加表面凹凸，将其投至稀酸中浸泡，随后水洗、干燥即得成品。

根据本发明的磁性水处理填料的制备方法的一个优选实施例，上述步骤S1中熔融温度为150-260℃。

由于热塑性树脂和磁粉的相容性较差并且粒度相差很多，在常温下很难将其混合均匀，因此将树脂加热到熔点以上30-40℃，进行热熔造粒。

根据本发明的磁性水处理填料的制备方法的一个优选实施例，上述步骤S1中磁粉在混合前经偶联剂处理。