[发明专利]一种新型水处理用生物磁性悬浮填料的制备方法及设备

权利要求书

1.一种水处理用生物磁性悬浮填料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：磁粉表面处理：用1-3mol/L的碱性过硫酸钾溶液浸泡磁粉，在浸泡过程中持续搅拌，浸泡3-5h后取出干燥，得到改性磁粉，将改性磁粉置于搅拌器中搅拌，将钛酸酯偶联剂用白矿油以1:1的质量比进行稀释，将稀释后的钛酸酯偶联剂雾化喷入搅拌器中，持续搅拌20-30min，得到活化磁粉；

S2：载体材料改性：将复合乳化剂与苯基三氯硅烷以质量比2-2.5:1的比例加入超声乳化装置中超声乳化1-2h，得到有机硅乳化液，然后将有机硅乳化液与聚氨酯以质量比1-3:1混合，搅拌升温至60-85℃时加入过硫酸铵共聚改性，得到改性聚氨酯；

S3：基体制备：将S2得到的改性聚氨酯、S1得到的活化磁粉与分散润滑剂、交联剂、致孔剂按照以下配比混合：改性聚氨酯80-90份、活化磁粉30-40份、分散润滑剂10-12份、交联剂5-8份、致孔剂18-20份，混合后送至高速捏和机中，80-90℃下高温捏合5-8h，得到混合物料；

S4：挤出切割：将S3得到的混合物料送至挤出切割一体机内，调节进料斗温度至170-190℃，混合物料软化后经模具挤出成型，挤出成型的物料通过真空定型套定型后切割，得到成型填料；

S5：真空干燥：将S4得到的成型填料置于真空干燥装置内，80-100℃真空干燥6-8h，除去成型填料内的致孔剂，使成型填料内部呈多孔状，冷却后得到悬浮填料；

S6：充磁：将S5得到的悬浮填料经充磁机充磁，得到磁性悬浮填料；

S7：表面增强：将S6得到的磁性悬浮填料通过表面负载装置，使磁性悬浮填料表面均匀负载生物增强成分，得到生物磁性悬浮填料；

所述磁粉为汝铁硼粉末；

所述复合乳化剂为司盘-80与十三烷基异构醇聚醚质量比2-3:1复配制得；

所述生物增强成分为氯化钙、维生素C、海藻酸钠、半胱氨酸、聚乙烯醇和水以1:4:3:5:3:20的质量比混合得到。

2.一种用于权利要求1所述水处理用生物磁性悬浮填料的制备方法的制备设备，其特征在于，包括：

雾化改性装置（1），用于对磁粉进行改性活化，

超声乳化装置（2），用于将复合乳化剂与苯基三氯硅烷超声乳化，得到有机硅乳化液，

高速捏和机（3），用于将改性聚氨酯、活化磁粉、分散润滑剂、交联剂、致孔剂进行混合，得到分布均匀的混合物料，

挤出切割一体机（4），用于将混合物料挤出成型后切割，得到成型填料，

真空干燥装置（5），用于对成型填料进行真空干燥，除去致孔剂使成型填料内部呈多孔状，得到悬浮填料，

充磁机（6），用于对悬浮填料进行充磁，

表面负载装置（7），用于对磁性悬浮填料表面进行生物增强成分负载，得到生物磁性悬浮填料；

所述挤出切割一体机（4）包括：

支架（41），设置在支架（41）下部提供挤出动力的差速电机（42），差速电机（42）的输出端连接有传动齿轮组（43），传动齿轮组（43）输出端连接有挤出螺杆（44），

设置在挤出螺杆（44）外侧的挤出料筒（45），挤出料筒（45）上设有进料斗（46），挤出料筒（45）内壁上等距内嵌有加热装置（451），

设置在挤出料筒（45）出料端的模具（47），挤出螺杆（44）将物料通过模具（47）挤出成型，

套接在模具（47）出料端的真空定型套（48），用于对挤出成型物料进行冷却定型，真空定型套（48）一端外侧设有真空发生器（481），用于将真空定型套（48）内部抽真空，

设置在真空定型套（48）出料端的切割装置（49），切割装置（49）包括呈十字形的切割刀片（491），为切割刀片（491）提供旋转动力的切割电机（492）；

所述表面负载装置（7）包括：

悬浮室（71），其一端设有进料端（72），一端设有出料端（73），进料端（72）处设有控制磁性悬浮填料进入的阀门（721），悬浮室（71）内顶部等距设有一排电磁铁（74），所述电磁铁（74）均通过PLC控制器（75）电性控制，PLC控制器（75）通过设置在悬浮室（71）内侧壁上的红外监测器（751）监测磁性悬浮填料位置，并通过控制电磁铁（74）的磁力大小使磁性悬浮填料悬浮在悬浮室（71）中，

设置在悬浮室（71）内底部的生物增强成分雾化装置（76），生物增强成分雾化装置（76）内部设有雾化器（761），雾化器（761）与生物增强成分存储腔（762）连接，雾化器（761）通过多个雾化喷嘴（763）将雾化后的生物增强成分喷入悬浮室（71），雾化成分不仅可以使磁性悬浮填料外表面负载生物增强成分，同时可以使磁性悬浮填料内部孔隙负载生物增强成分，

设置在悬浮室（71）内侧面的冷却收集槽（77），用于将凝结在悬浮室（71）内侧壁上的生物增强成分引导收集至生物增强成分存储腔（762）回收使用；

所述悬浮室（71）并排设置多组同时进行磁性悬浮填料的表面负载。