专利名称：多组分pvc生物填料的制作方法
技术领域：
本发明属于好氧处理生物填料，具体地说，涉及一种生活废水好氧生物处理的多组分PVC生物填料。
背景技术：
生物填料是废水生物处理技术的核心之一，它的亲水性和生物亲和性将直接影响微生物的附着、生长，从而影响废水的处理效果。目前，市场上常见的聚氯乙烯生物填料由于亲水性能和生物亲和性较差，导致在挂膜速度、挂膜量及膜与填料的紧密度方面存在不足，向PVC (乙烯基的聚合物质)填料中加入适当物质进行共混改性，可望提高填料的传质、挂膜和水处理性能。另外PVC的冲击强度只有2 5kJ/m2，具有冲击强度低、热稳定性差等缺点，导致该填料容易老化，使用寿命较短。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种亲水性能和生物亲和性较好的多组分PVC生物填料。本发明的技术方案如下:一种多组分PVC生物填料，其特征在于由下述重量份数的原料制得:聚乙烯醇6 10份乙烯/醋酸乙烯共聚物3 8份聚丙烯酰胺5 10份活性炭I 3份磁粉4 6份PVC弹性体63 81份上述生物填料亲水 性 能较好，适合微生物生长，挂膜速度较快,生物膜量也较大，通过加入乙烯/醋酸乙烯共聚物，由于乙烯/醋酸乙烯共聚物的孔隙形变减弱了 PVC的约束应力，使这种应力低于材料的断裂强度，从而产生大面积的塑性形变，因而冲击强度大幅度提高，增强了填料的增韧性，提高填料的使用寿命。并且以上组分相互不发生反应，能够保证各自有效成分相互协同作用，同时有不互相干扰。以上所述填料原料重量份数为:聚乙烯醇8份乙烯/醋酸乙烯共聚物5份聚丙烯酰胺5份活性炭2份磁粉4份PVC弹性体76份上述多组分PVC生物填料的制备方法，由如下步骤制得:(I)、按重量份数配取聚乙烯醇6 10份、乙烯/醋酸乙烯共聚物3 8份、聚丙烯酰胺5 10份、活性炭I 3份、磁粉4 6份和PVC弹性体63 81份混合均匀；(2)再将步骤(I)所得的混合物投入到注塑机的进料漏斗中，通过填料模具挤出成型，既得PVC生物填料。上述聚乙烯醇在填料中起到很好的润湿性，同时添加乙烯/醋酸乙烯共聚物和聚丙烯酰胺，所得到的填料接触角为64.5°，填料在水中浸泡IOh后含水率达到30% ;而单一PVC生物填料的接触角为78.5°，在水中浸泡IOh后含水率达到14% ;单一 PVC填料加入聚乙烯醇后，填料的润湿性能显著改善，使得生物膜与填料接触更紧密。活性炭具有优良的吸附能力，能使生物细胞的外酶和有机物浓缩到固体表面，造成局部空间的高氧化速率，突破原有浓度平衡的界限，延长微生物与有机物的接触时间，使得有机物被迅速、彻底降解，生物的氧化又使活性炭表面吸附能力得到恢复。且经过实验发现在上述共混PVC基础上再加入不同配比的活性炭，活性炭配在上述成分中配比重量份数分别为O份、I份、2份、3份。分别取相同量的生物填料装填在不同生物污水处理设备上，在原水浓度、曝气量相同的条件下闷曝I天，I天后测量不同填料的生物膜量。实验结果表明:当活性炭重量份数小于2份时，随着活性炭添加量的增多，生物膜量显著增加，超过2份以后，基本不影响。未添加活性炭曝气I天后的生物膜量为0.020g/kg，添加2份的活性炭所得生物填料曝气I天后的生物膜量为 0.024g/kg。
好氧接触氧化处理废水的装置中的有机污染物在弱磁场的作用下，通过磁力键、磁力、洛仑兹力和磁致胶体效应等作用经磁聚、吸附、富集到磁性生物填料表面；氧是顺磁性物质，曝气时会在磁场作用下被吸附到生物填料附近，增大填料表面的氧浓度，促进好氧生物的繁殖。另外弱磁场还有可能诱导微生物的活性和酶活性。在上述优化得到的亲水性改性配方和活性炭改性配方基础上再加入不同配比的磁粉，上述成分中磁粉配比重量份数为O份、2份、4份、8份，然后加工成磁粉不同配比的生物填料。分别取相同量的生物填料装填在不同生物污水处理设备上，在原水浓度、曝气量相同的条件下闷曝I天，I天后测量不同填料的生物膜量。实验结果表明:当磁粉重量份数小于4份时，随着磁粉添加量的增多，生物膜量显著增加，重量份数超过4份以后，磁粉添加量对挂膜速度影响很小。未添加磁粉曝气I天后的生物膜量为0.024g/kg，添加4份的磁粉所得生物填料曝气I天后的生物膜量为 0.031g/kg。通过正交实验和单因素优化实验，得到上述填料最优化的成分和重量份数。为了能使研制的多组分PVC生物填料能在研制的一体化污水处理装置大量推广应用，将填料装填在设置的船舶污水处理一体化装置上并在岷山轮SBTC-350实际应用，运行结果见表I所示。表I新型PVC波纹填料船舶应用情况
权利要求
1.一种多组分PVC生物填料，其特征在于由下述重量份数的原料制得: 聚乙烯醇6 10份乙烯/醋酸乙烯共聚物3 8份聚丙烯酰胺5 10份 活性炭1 3份磁粉4 6份PVC弹性体63 81份
2.根据权利要求1所述多组分PVC生物填料，其特征在于所述填料原料重量份数为: 聚乙烯醇8份乙烯/醋酸乙烯共聚物5份聚丙烯酰胺5份 活性炭2份磁粉4份PVC弹性体76份
3.—种如权利要求1所述多组分PVC生物填料的制备方法，其特征在于由如下步骤制得: (1)、按重量份数配取聚乙烯醇6 10份、乙烯/醋酸乙烯共聚物3 8份、聚丙烯酰胺5 10份、活性炭1 3份、磁粉4 6份和PVC弹性体63 81份混合均匀； (2)、再将步骤(1)所得的混合物投入到注塑机的进料漏斗中，通过填料模具挤出成型，既得PVC生物填料。
全文摘要
本发明公开了一种多组分PVC生物填料，其特征在于由下述重量份数的原料制得聚乙烯醇6～10份、乙烯/醋酸乙烯共聚物3～8份、聚丙烯酰胺5～10份、活性炭1～3份、磁粉4～6份、PVC弹性体63～81份。本发明增强了生物填料的亲水性能和柔韧性能，延长了微生物与有机物的接触时间，进一步诱导微生物的活性。得到的微生物填料使得生物填料挂膜速度、挂膜量大，并且使得膜与填料的有足够紧密度。获得的生物填料耐热性能较好，不容易老化，抗冲击能力强，并且工艺简单，生产成本低。
文档编号C02F3/10GK103112943SQ20131004804
公开日2013年5月22日 申请日期2013年2月6日 优先权日2013年2月6日
发明者陈志莉, 熊开生, 姚洋, 杨毅, 肖晓, 任振杰 申请人:中国人民解放军后勤工程学院