一种PVDC生物膜的制备方法与流程

文档序号:37426551发布日期:2024-03-25 19:14阅读:19来源:国知局

本发明涉及污水处理领域,具体涉及一种pvdc生物膜的制备方法。


背景技术:

1、生物膜法污水处理工艺具有系统设计灵活、安装便捷、操作简单、系统可靠、操作和运行费用低,不需要曝气,无需污泥回流,节约能源,同时在较短的接触时间就可以得到较高的净化效果等优点。

2、传统的生物膜大都采用波纹塑料板、玻璃钢板等制成,其比表面积较小,挂膜性能较差,处理效率不高,使用寿命较短,现在应用较少。近年来,以聚烯烃为材料的生物膜应用较多,其中以聚偏二氯乙烯(pvdc)为主,其是将pvdc熔融,经纺制成纤维丝,再经重叠堆积、交结、冷却、挤压而成。

3、为了改善聚烯烃生物膜的性能,即在提高生物挂膜量的同时,其机械强度还高。202110434180.4公开了一种生物转盘盘片材料及其制备方法,其是阳离子改性pvdc共聚物和辅料共混得到丝状材料和pvdc乳胶形成立体网状结构,使得pvdc生物膜在快速积累微生物的同时,挂膜量高,还减少生物池停留时间。202110497265.7公开了一种生物转盘用纤维、盘片及制备方法,其是通过在偏二氯乙烯系树脂分子中引入不饱和单环苯并噁嗪单体来改善pvdc纤维的弹性恢复能力,此外,全氟烷基乙烯基醚链段还能提高纤维疏水性能,减少纤维对水的吸附,防止生物膜发生形变。201310013803.6公开了一种生物盘片的制备方法,其通过在塑料盘片表面涂覆含蒙脱石涂层,提高对高效降解微生物的附着、固定能力,从而提高对污染物的处理效果。综上所述,要么是通过pvdc共聚物的配方,要么是对生物膜片进行后处理以改善、提高微生物附着的能力。这2种方法都会增加生物膜的制备流程,延长制备时间,给生物膜的生产带来麻烦。


技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有pvdc生物膜制备流程长,微生物附着能力差的缺陷,提供一种pvdc生物膜的制备方法,该制备方法流程短,制膜工艺简单,易于实现产业化生产。

2、本发明的pvdc生物膜的制备方法,包括以下步骤:

3、s1将pvdc粉料、增塑剂、稳定剂、润滑剂和微/纳米颗粒搅拌、混合均匀,在螺杆挤出机上加热熔融制得pvdc纺丝液;

4、s2将所述pvdc纺丝液经喷丝板挤出成纤维液丝,经冷却、堆积、交结、挤压制得生物膜原坯;

5、s3将所述生物膜原坯经酸浸泡,水洗、烘干即制得。

6、根据本发明,步骤s1中所述增塑剂为柠檬酸酯类增塑剂、环氧增塑剂、偏苯三酸酯类增塑剂、聚酯增塑剂、对苯二甲酸二辛酯(dotp)、葵二酸二异己酯和二甘醇二苯甲酸酯(dedb)中的一种或两种的混合物。

7、进一步地,所述柠檬酸酯类增塑剂为柠檬酸三丁酯(tbc)和乙酰基柠檬酸三丁酯(atbc)中的一种或两种的混合物。

8、进一步地,所述环氧增塑剂包括环氧大豆油(eso)、环氧脂肪酸丁酯、环氧脂肪酸辛酯(ed-3)和环氧四氢邻苯二甲酸二辛酯(eps)。

9、进一步地,所述偏苯三酸酯类增塑剂包括偏苯三酸三辛酯(totm)和偏苯三酸三甘油酯。

10、进一步地,所述聚酯增塑剂包括磷酸三甲苯酯和磷酸三辛酯。

11、根据本发明,步骤s1中所述增塑剂的用量为所述pvdc粉料质量的2~10%。

12、根据本发明,步骤s1中所述稳定剂为环氧大豆油(eso)、环氧亚麻油(esl)、硬脂酸钙、甲基锡、钙-锌复合稳定剂、钡-锌复合稳定剂和钾-锌复合稳定剂中的一种或两种的混合物。

13、根据本发明,步骤s1中所述稳定剂的用量为所述pvdc粉料质量的0.2~3%。

14、根据本发明,步骤s1中所述润滑剂为硬脂酸钠、硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸甘油酯和硬脂酸酰胺中的一种。

15、根据本发明,步骤s1中所述润滑剂的用量为所述pvdc粉料质量的0.05~2%。

16、根据本发明,步骤s1中所述微/纳米颗粒可以是有机微/纳米颗粒,也可以是无机微/纳米颗粒。

17、优选地,所述有机微/纳米颗粒包括但不限于聚苯乙烯纳米颗粒和聚甲基丙烯酸甲酯纳米颗粒。

18、优选地,所述无机微/纳米颗粒包括但不限于二氧化硅纳米颗粒、氧化铝纳米颗粒和碳酸钙纳米颗粒。

19、根据本发明,步骤s1中所述微/纳米颗粒的用量为所述pvdc粉料质量的0.2~10%。

20、优选地,所述微/纳米颗粒的用量为所述pvdc粉料质量的0.5~5%。

21、根据本发明,步骤s1中所述加热温度为130~170℃。

22、根据本发明,步骤s2中所述冷却方式为风冷。

23、根据本发明,步骤s3中所述酸为氢氟酸、盐酸、硫酸和磷酸中的一种。

24、本发明与现有技术相比,具有如下优势:

25、1)本发明在纺丝液配方中加入了微/纳米颗粒,微/纳米颗粒在pvdc纤维丝表面形成的致密凹凸结构,增加了生物膜的比表面积,提高微生物在其表面附着能力,从而进一步提高污水处理效率;

26、2)本发明纺丝液配方中加入了增塑剂、稳定剂、润滑剂及其微/纳米颗粒,通过这些添加物质的复配使用,提高pvdc的加工性能及其生物膜的使用性能。



技术特征:

1.一种pvdc生物膜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤s1中所述增塑剂为柠檬酸酯类增塑剂、环氧增塑剂、偏苯三酸酯类增塑剂、聚酯增塑剂、对苯二甲酸二辛酯、葵二酸二异己酯和二甘醇二苯甲酸酯中的一种或两种的混合物。

3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述柠檬酸酯类增塑剂为柠檬酸三丁酯和乙酰基柠檬酸三丁酯中的一种或两种的混合物;所述环氧增塑剂包括环氧大豆油、环氧脂肪酸丁酯、环氧脂肪酸辛酯和环氧四氢邻苯二甲酸二辛酯;所述偏苯三酸酯类增塑剂包括偏苯三酸三辛酯和偏苯三酸三甘油酯;所述聚酯增塑剂包括磷酸三甲苯酯和磷酸三辛酯。

4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤s1中所述稳定剂为环氧大豆油、环氧亚麻油、硬脂酸钙、甲基锡、钙-锌复合稳定剂、钡-锌复合稳定剂和钾-锌复合稳定剂中的一种或两种的混合物。

5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤s1中所述润滑剂为硬脂酸钠、硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸甘油酯和硬脂酸酰胺中的一种。

6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤s1中所述微/纳米颗粒是有机微/纳米颗粒或无机微/纳米颗粒。

7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述有机微/纳米颗粒为聚苯乙烯纳米颗粒或聚甲基丙烯酸甲酯纳米颗粒;所述无机微/纳米颗粒为二氧化硅纳米颗粒、氧化铝纳米颗粒或碳酸钙纳米颗粒。

8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤s1中所述增塑剂的用量为所述pvdc粉料质量的2~10%;步骤s1中所述稳定剂的用量为所述pvdc粉料质量的0.2~3%;步骤s1中所述润滑剂的用量为所述pvdc粉料质量的0.05~2%;步骤s1中所述微/纳米颗粒的用量为所述pvdc粉料质量的0.2~10%。

9.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤s1中所述加热温度为130~170℃;步骤s2中所述冷却方式为风冷;步骤s3中所述酸为氢氟酸、盐酸、硫酸和磷酸中的一种。

10.一种由权利要求1~9任一所述的制备方法制得的pvdc生物膜。


技术总结
本发明公开了一种PVDC生物膜的制备方法,具体公开了包括以下步骤:S1将PVDC粉料、增塑剂、稳定剂、润滑剂和微/纳米颗粒搅拌、混合均匀,在螺杆挤出机上加热熔融制得PVDC纺丝液;S2将所述PVDC纺丝液经喷丝板挤出成纤维液丝,经冷却、堆积、交结、挤压制得生物膜原坯;S3将所述生物膜原坯经酸浸泡,水洗、烘干即制得。本发明在纺丝液配方中加入了微/纳米颗粒,微/纳米颗粒在PVDC纤维丝表面形成的致密凹凸结构,增加了生物膜的比表面积,提高微生物在其表面附着能力,从而进一步提高污水处理效率;本发明纺丝液配方中加入了增塑剂、稳定剂、润滑剂及其微/纳米颗粒,通过这些添加物质的复配使用,提高PVDC的加工性能及其生物膜的使用性能。

技术研发人员:李兰,张华,郭士恒
受保护的技术使用者:盐城海普润科技股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/3/24
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