专利名称：生物亲和亲水磁性悬浮填料及其制备方法
技术领域：
本发明属于环保技术领域，具体涉及一种生物亲和亲水磁性悬浮填料及其制备方法。
背景技术：
随着社会的快速发展，人类对水资源的利用越来越多，造成生活污水排放量不断增加，使得水体富营养化越来越严重。目前，污 水生物处理主要采用生物接触氧化法，此方法广泛应用于纺织印染、毛纺针织、啤酒食品、石油化工、医药造纸及生活污水处理等领域。传统生物氧化法的不足在于一方面随着废水处理负荷的增加，生物膜过厚，填料容易堵塞，影响去除效率；另一方面设备极易被腐蚀，容易造成填料绳断裂和支架倒塌，导致填料报废。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生物亲和亲水磁性悬浮填料及其制备方法，解决现有技术中的填料除污效果不佳的问题。为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下生物亲和亲水磁性悬浮填料，主要含有下列重量份数的组分
高密度聚乙烯66. 2 91. 7
活性炭叫 聚乙烯醇2 5 四氧化三铁2 5 淀粉I 3 石蜡I 2
甲壳素O. 2 2
铝酸脂偶联剂O. 2 2，还包括彡O. 2并> O重量份的炭黑。进一步地，生物亲和亲水磁性悬浮填料含有下列重量份数的组分高密度聚乙烯90份、活性炭4份、聚乙烯醇3份、四氧化三铁4份、淀粉2份、炭黑O. I份、石蜡I. 5份、甲壳素I份和铝酸脂偶联剂I份。上述原料中活性炭用于增加填料表面粗糙度，增大表面积；四氧化三铁用于使填料的密度与水接近，同时使微生物加速生长，从而使填料的作用得到大幅度提高；聚乙烯醇用于增加填料粘性、改善其亲水性；淀粉用于提供微生物前期生长的养分；甲壳素用于提高生物活性；铝酸脂偶联剂用于改善原料的流动性，同时能够使原料的各组份紧密连接，形成一个整体；炭黑用于增加填料的使用寿命，并能够改善产品的外观色泽。进一步地，所述生物亲和亲水磁性悬浮填料为空心柱状，且其内部通过“十”字型的挡板分隔成四个独立的空间。该生物亲和亲水磁性悬浮填料的制备方法如下(I)将四氧化三铁和石蜡混匀；(2)将高密度聚乙烯、活性炭、聚乙烯醇、炭黑、甲壳素和铝酸脂偶联剂放入混料机中高速搅拌均匀，缓慢加入四氧化三铁与石蜡的混合物，待温度升高至120°C后，低速搅拌冷却到40°C，加入淀粉搅拌均匀至室温； (3)将上述原料投入平行双螺杆挤出机中，熔融挤出造粒；(4)将造好的颗粒投入螺杆挤出机中，挤压成型。作为一种优选，所述颗粒粒径为O. I 1cm。本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果( I)本发明填料带有磁性，有利于刺激微生物的活性，本填料放置于生物接触氧化反应器后，不仅提高微生物繁殖和挂膜速度，而且实现了磁效应技术在污水生物处理中的应用。常温下挂膜时间为5 6天。膜更新快，粒径约为IOOum Imm;提高了传质和传氧效率，抑制了大量无效的杂菌和厌氧菌生长，有机负荷高B0D5容积负荷6 12KgB0D5/(m3 · d)。(2)本发明填料的亲水性有利于微生物附着繁殖代谢，降低了剩余污泥量。(3)本发明的填料比重适宜、亲水性好，挂膜前比重为O. 98 1.0g/cm3，挂膜后
I.01 I. lOg/cm3，亲水角α <46°，在曝气作用下循环流动，无死角，有效提高了反应效率和氧的利用率。(4)本发明的填料具有通孔结构，表面积大，且表面粗糙，与微生物具有强烈亲和力，有利于微生物挂膜，微生物可达20 30g/l，处理效果好，无短路区，不堵塞，不团聚。(5)本发明的原料来源广泛,制作工艺简单，能耗小，制作成本低廉。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。实施例I首先将4kg四氧化三铁与I. 5kg石蜡混合均匀，然后取90kg高密度聚乙烯，4kg活性炭，3kg聚乙烯醇,O. Ikg炭黑，Ikg甲壳素和Ikg招酸脂偶联剂放入混料机中高速搅拌均匀，缓慢加入四氧化三铁与石蜡的混合物，待温度升至120°C后，低速搅拌冷却至40°C，然后加入2kg淀粉搅拌均匀，最后将冷却至室温的物料投入平行双螺杆挤出机中熔融挤出造粒；将上述造出的颗粒投入螺杆挤出机中，挤压成型，并采用真空模具，真空度为30000 40000Pa，挤出的填料采用水冷定型，其冷却水温度为20 30°C。牵引机使型材匀速前行，型材在牵引的过程中，通过充磁机构，使四氧化三铁磁化，使型材带磁。型材进入飞刀切割机，将型材均匀切成长度大约I厘米的小节。挤出机各段温度为一区160 170°C、ニ区180 190°C、三区 200 220°C、四区 220 240°C、五区 220 240°C、六区 220 240°C、机头190 240°C。牵引机的速度为一分钟3 5米。实施例2本实施例与实施例I的区别仅在于原料的各组分的含量不同，具体如下高密度聚こ烯91. 7kg,活性炭5kg,聚こ烯醇5kg,四氧化三铁5kg,淀粉3kg,炭黑0. 2kg,石腊2kg,甲壳素2kg，铝酸脂偶联剂2kg。实施例3本实施例与实施例I的区别仅在于原料的各组分的含量不同，具体如下高密度聚乙烯66. 2kg,活性炭3kg,聚こ烯醇2kg,四氧化三铁2kg,淀粉Ikg,炭黑0. 05kg,石腊 Ikg,甲壳素0. 2kg，铝酸脂偶联剂0. 2kg。实施例4本实施例与实施例I的区别仅在于原料的各组分的含量不同，具体如下高密度聚こ烯69kg,活性炭3. 5kg,聚こ烯醇2. 5kg,四氧化三铁3kg,淀粉I. 5kg,炭黑0. 09kg,石蜡I. 47kg，甲壳素0. 8kg，铝酸脂偶联剂0. 8kg。实施例5本实施例与实施例I的区别仅在于原料的各组分的含量不同，具体如下高密度聚こ烯67. 5kg,活性炭3. 2kg,聚こ烯醇2. 3kg,四氧化三铁2. 5kg,淀粉I. 3kg,炭黑
0.07kg,石腊I. 35kg,甲壳素0. 5kg,招酸脂偶联剂0. 5kg。各实施例处理污水的效果见表I。表I
权利要求
1.生物亲和亲水磁性悬浮填料，其特征在于，主要含有下列重量份数的组分 高密度聚乙烯66. 2 91. 7活性炭3 5 聚乙烯醇2 5 四氧化三铁2 5淀粉I 3石腊I 2 甲壳素O. 2 2 铝酸脂偶联剂O. 2 2， 还包括彡O. 2并> O重量份的炭黑。
2.根据权利要求I所述的生物亲和亲水磁性悬浮填料，其特征在于，含有下列重量份数的组分高密度聚乙烯90份、活性炭4份、聚乙烯醇3份、四氧化三铁4份、淀粉2份、炭黑O. I份、石蜡I. 5份、甲壳素I份和铝酸脂偶联剂I份。
3.根据权利要求2所述的生物亲和亲水磁性悬浮填料，其特征在于，所述生物亲和亲水磁性悬浮填料为空心柱状，且其内部通过“十”字型的挡板分隔成四个独立的空间。
4.生物亲和亲水磁性悬浮填料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤 (1)将四氧化三铁和石蜡混匀； (2)将高密度聚乙烯、活性炭、聚乙烯醇、炭黑、甲壳素和铝酸脂偶联剂放入混料机中高速搅拌均匀，缓慢加入四氧化三铁与石蜡的混合物，待温度升高至120°C后，低速搅拌冷却到40°C，加入淀粉搅拌均匀至室温； (3)将上述原料投入平行双螺杆挤出机中，熔融挤出造粒； (4)将造好的颗粒投入螺杆挤出机中，挤压成型。
5.根据权利要求4所述的生物亲和亲水磁性悬浮填料的制备方法，其特征在于，所述颗粒粒径为O. I 1cm。
全文摘要
本发明公开了一种生物亲和亲水磁性悬浮填料，解决现有技术中的填料除污效果不佳的问题。该发明主要含有下列重量份数的组分高密度聚乙烯66.2～91.7、活性炭3～5、聚乙烯醇2～5、四氧化三铁2～5、淀粉1～3、石蜡1～2、甲壳素0.2～2、铝酸脂偶联剂0.2～2，还包括≤0.2并＞0重量份的炭黑；该发明还提供了生物亲和亲水磁性悬浮填料的制备方法。本发明的填料挂膜速度快、微生物数量多、耐冲击稳定性好、剩余污泥少的特点。
文档编号C08L3/02GK102827410SQ20121029333
公开日2012年12月19日 申请日期2012年8月17日 优先权日2012年8月17日
发明者黄明, 黄瑞, 王之怡 申请人:四川亿思通科技工程有限公司