[发明专利]一种改性竹纤维悬浮磁性填料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种改性竹纤维悬浮磁性填料及其制备方法。所述改性竹纤维悬浮磁性填料由磁化聚乙烯、改性竹纤维共混挤出、切割而成；所述磁化聚乙烯与改性竹纤维的重量比为1:0.2～0.5；所述磁化聚乙烯通过改性聚乙烯与磁化活性粉末共混而成；所述改性聚乙烯与磁化活性粉末的重量比为1:0.01～0.03；所述改性竹纤维为表面改性粗竹纤维；所述磁化活性粉末为Si‑Fe₃O₄/PEI‑EDTA磁性纳米粉末。本发明制备的改性竹纤维悬浮磁性填料亲水性好，孔隙率高，比表面积较大，机械强度高，且具有耐酸碱腐蚀性和抗氧化能力。

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种改性竹纤维悬浮磁性填料及其制备方法。

背景技术

移动床生物膜反应器(MBBR)是一种高效经济的污水处理工艺，填料在移动床生物膜反应器中成悬浮状态，是作为生物膜的活动载体，为微生物提供了附着生长和降解有机物的场所，污水处理过程中能够增强污水与生物膜的接触，提高反映效率。悬浮填料是MBBR废水处理工艺的核心，影响着MBBR处理工艺效能的高低。目前，MBBR填料主要分为三类：固定式填料、悬挂式填料、分散性填料，制造材料主要有聚丙烯、聚乙烯、聚酯、沸石等。

随着国内外学者对MBBR填料性能方面的关注，近年来填料制造方面的改进和创新方面取得了很大进展。中国专利CN109970179A公开了一种以改性粗竹纤维为载体的磁性填料及其制备方法，所述磁性填料有多个，每个磁性填料包括改性粗竹纤维网和磁活化颗粒，所述磁活化颗粒通过对冲反应，镶嵌在改性粗竹纤维网孔隙中，形成以改性粗竹纤维为载体的三维立体网状结构，并具有公开了所述改性粗竹纤维网的制备方法以及所述磁活化颗粒的制备方法。中国专利CN110304712A公开了载硫竹纤维磁性悬浮填料，按重量百分比计，其组分和含量为：高密度聚乙烯70％～80％；竹纤维2％～5％；磁粉15％～20％；硫铁矿粉1％～6％；其中，所述磁粉为四氧化三铁，上述专利仅公开了悬浮填料的组分，没有提供一种采用两种粉末状原料(磁粉、硫铁矿粉)与竹纤维、高密度聚乙烯制备磁性悬浮填料的制备方法，且将竹纤维与高密度聚乙烯直接作为悬浮填料的主要原料，制备的悬浮填料在亲水性、生物亲和性和机械强度等方面存在着不足，亟待进一步改进。

因此，本发明结合悬浮填料在实际使用中存在的问题，提供一种能够有效提高悬浮填料生物性能、亲水性及使用寿命的新型悬浮填料。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种改性竹纤维悬浮磁性填料及其制备方法，以解决上述技术问题。

本发明提供如下技术方案：

一种改性竹纤维悬浮磁性填料，所述改性竹纤维悬浮磁性填料由磁化聚乙烯、改性竹纤维共混挤出、切割而成；所述磁化聚乙烯与改性竹纤维的重量比为1:0.2～0.5；所述磁化聚乙烯通过改性聚乙烯与磁化活性粉末共混而成；所述改性聚乙烯与磁化活性粉末的重量比为1:0.01～0.03；所述改性竹纤维为表面改性粗竹纤维。

优选地，所述改性聚乙烯包括以下重量份的原料：高密度聚乙烯80份～100份、稀土化合物5份～12份、亲水聚合物2份～5份、硬质酸钙1份～3份、蒙脱石粉15份～25份、分散润滑剂3份～8份。

更优选地，所述亲水聚合物为聚丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇按重量比0.5～0.8:1～2:0.3～0.5的组合。

更优选地，所述改性聚乙烯包括以下重量份的原料：高密度聚乙烯90份、稀土化合物8份、亲水聚合物4份、硬质酸钙2份、蒙脱石粉20份、分散润滑剂6份。

在本发明中，采用上述技术方案，添加磁化活性粉末，加入磁场，根据微生物磁效应，增加了微生物与水中污染物、溶解氧和微生物的接触几率和扩散速率，进而提高污水处理的效率；改性聚乙烯中添加稀土化合物是能够激发和强化膜微生物活性及酶活性，促进膜微生物的生长和繁殖，增强酶的亲水性和高表面能。添加亲水性聚合物能够增强悬浮磁性填料表面的亲水性和生物亲和性，加快挂膜速率，提高微生物在悬浮磁性填料附着和繁殖。