专利名称：：一种用于污水处理的磁性生物载体及其制备方法
技术领域：
：本发明属于环保领域，涉及用于悬浮生物膜法处理污水的一种磁性生物载体及其制备方法，具体来讲是将该方法制备出的磁性生物载体投加到活性污泥法处理污水中的曝气池里，从而提高了曝气池内的生物浓度，提高污水处理效率，与此同时，磁性载体可以大部分回收，经脱膜后再次利用。技术背景目前，我国现有的污水处理厂有40%以上采用传统的活性污泥法，传统的活性污泥法存在占地面积大，处理时间长，单位面积处理效率不高等缺点。因此，在原有基础上提高污水处理效率，縮短处理周期成为迫切需要解决的问题。在曝气池中添加载体有助于提高生物浓度，提高污水处理效率。目前，国内外釆用的生物载体主要有陶瓷、聚苯乙烯球、活性炭、无烟煤、细石英砂、黄沙、烟道灰、炉渣、塑料球等。它们存在循环回流能耗大、载体脱膜困难、操作管理复杂等缺点。焦炭末吸附性强，由于表面粗糙，挂膜容易，但是强度不够，脱膜时容易破损而流失量很大。烟道灰作为生物载体除具有同焦炭末相似的性质外，还因为其粒径小而质轻，更容易流失，需要经常补充。石英砂一般来说是好氧生物流化床技术处理废水的较好载体，但因其表面光滑而不易挂膜。研究表明，细小、质轻的载体颗粒虽然比粗大的载体颗粒具有更大的比表面积，在处理效率上更具优势，但难于沉降，只能在夹带速度以下操作才能保证不将粒子带出，所以有较高的流失率，限制了设备操作能力；密度大的载体颗粒沉降快，但通常这类材料表面光滑，挂膜较慢。采用磁性生物载体能够有效的解决现阶段污水处理载体所存在的问题。首先因为磁性生物载体表面粗糙，比表面积大，易挂膜，密度与污水相近，可以很好的和污水流态化，同样能耗会降到很低；因为载体具有磁性，所以可以利用其磁性进行大部分的回收，脱膜后重新利用，提高循环利用效率；制备的成本也相对较低，经济效益好。与文献l(磁性微生物固定载体以及生产这种载体的方法[P].中国专利98103191)中所述的磁性微生物固定载体相比较，文献1所述的磁性微生物固定载体中高分子材料为聚丙烯酰胺，整个制备过程复杂，载体的颗粒粒径为25mm;而采用本发明所述的方法制备的磁性生物载体中高分子材料取材广泛，整个制备过程简洁有效利用工业化生产，载体的颗粒粒径为0.0430.315mm，具有较大的比较面积，使的载体在污水污水处理中起到更好的效果。文献2(废水处理生物流化床中载体选择的研究进展.青海环境)中所述了现在常规的生物载体,其中常规的载体如砂粒、无烟煤、焦炭、石英砂、陶粒、沸石和活性炭等，粒径一般在0.61.0mm之间，但比重较大，不易于流化。
发明内容本发明的目的在于克服已有生物载体在废水处理中循环回流能耗大、载体脱膜困难、操作管理复杂等缺点，从而提供一种具有磁响应性能、大比表面积，易挂膜，密度与污水相近的磁性生物载体。本发明以包覆了高分子聚合物的磁性颗粒为载体，投加到曝气池，不仅提高了池中的生物浓度，与普通生物曝气池相比，提高了COD去除率，而且磁性载体可通过磁选机回收，实现载体的循环使用。本发明的另一目的在于提供一种用于污水处理的磁性生物载体的制备方法。一种用于处理污水的磁性生物载体包括磁性颗粒、高分子聚合物，其组分如下磁性颗粒721Wt%;高分子聚合物7993wt%;所述的磁性颗粒为含铁的磁性物质的其中一种或者一种以上的混合物；所述的高分子聚合物包括高分子树脂的其中一种或者一种以上的混合物。所述的含铁的磁性物质包括四氧化三铁、金属铁粉、磁铁矿。所述的高分子树脂包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、粉状橡胶。一种用于处理污水的磁性生物载体的制备方法，包括如下步骤1)将粒径在0.010.05mm的磁性颗粒在8012(TC干燥后，常温密闭保存；2)将的密度为0.91.3g/cr^的高分子聚合物颗粒洗涤后烘干；3)将步骤l)得到的磁性颗粒和步骤2)得到的高分子聚合物颗粒，按一定比例，经过搅拌器充分混合后，投加到挤出机中，在挤出机的作用下，经过熔融使磁性颗粒与高分子聚合物颗粒充分混合，挤出、切断，形成含有磁性颗粒的高分子聚合物微粒。4)将步骤3)得到的高分子聚合物研磨、过筛得到粒径为0.0430.315mm的磁性载体，得到了用于处理污水的磁性生物载体。本发明与现有技术相比，具有以下优点1)本发明提供的磁性生物载体用于污水处理时，处理效果好；2)本发明提供的磁性生物载体可重复使用，降低污水处理的成本；3)本发明提供的磁性生物载体制备方法简单，所需试剂及材料易得；4)本发明提供的磁性生物载体可采用废旧高分子聚合物(即废旧塑料、废旧橡胶)，使废旧产品资源循环利用的同时，也降低了本载体的生产成本。5)本发明提供的磁性生物载体制备方法借鉴了塑料业中的挤出成型及混炼原理，采用熔融共混法制备磁性复合材料，优点在于设备简单，可控制性强，生产周期短，易于实现工业化生产。具体实施方式实施例1选择聚乙烯树脂(5000g)与Fe304磁性颗粒(800g)经过搅拌器充分混合后，投加到塑料挤出机中，在塑料挤出机的机筒中，经过熔融使磁性颗粒与聚乙烯树脂颗粒充分混合，挤出、切断，形成含有磁性颗粒的高分子聚合物微粒。然后将高分子聚合物微粒研磨、过筛得到粒径约为0.160.315mm的磁性载体，密度约为1.11g/cm3，得到磁性生物载体S-1。实施例2选择聚丙烯树脂(4000g)与金属铁粉磁性颗粒(700g)经过搅拌器充分混合后，投加到塑料挤出机中，在塑料挤出机的机筒中，经过熔融使磁性颗粒与聚丙烯树脂颗粒充分混合，挤出、切断，形成含有磁性颗粒的高分子聚合物微粒。然后将高分子聚合物微粒研磨、过筛得到粒径约为0.0760.16mm的磁性载体，密度约为1.04g/cm3，得到磁性生物载体S-2。实施例3选择聚苯乙烯树脂(5000g)与磁铁矿粉磁性颗粒(卯0g)经过搅拌器充分混合后，投加到塑料挤出机中，在塑料挤出机的机筒中，经过熔融使磁性颗粒与聚苯乙烯树脂颗粒充分混合，挤出、切断，形成含有磁性颗粒的高分子聚合物微粒。然后将高分子聚合物微粒研磨、过筛得到粒径约为0.043~0.076mm的磁性载体，密度约为1.20g/cm3，得到磁性生物载体S-3。实施例4选择废旧树脂材料(主要成份为聚苯乙烯)(5000g)与磁铁矿粉磁性颗粒(1000g)经过搅拌器充分混合后，投加到塑料挤出机中，在塑料挤出机的机筒中，经过熔融使磁性颗粒与废旧树脂材料颗粒充分混合，挤出、切断，形成含有磁性颗粒的高分子聚合物微粒。然后将高分子聚合物微粒研磨、过筛得到粒径约为0.076^0.16mm的磁性载体，密度约为1.29g/cm3，得到磁性生物载体S-4。实施例5选择粉状橡胶(5000g)与磁铁矿粉磁性颗粒(900g)经过搅拌器充分混合后，投加到塑料挤出机中，在橡胶挤出机的机筒中，经过熔融使磁性颗粒与粉状橡胶颗粒充分混合，挤出、切断，形成含有磁性颗粒的高分子聚合物微粒。然后将高分子聚合物微粒研磨、过筛得到粒径约为0.0430.076mm的磁性载体，密度约为1.40g/cm3,得到磁性生物载体S-5。实施例6选择废旧橡胶材料(6000g)与磁铁矿粉磁性颗粒(卯0g)经过搅拌器充分混合后，投加到塑料挤出机中，在塑料挤出机的机筒中，经过熔融使磁性颗粒与废旧橡胶材料颗粒充分混合，挤出、切断，形成含有磁性颗粒的高分子聚合物微粒。然后将高分子聚合物微粒研磨、过筛得到粒径约为0.0760.16mm的磁性载体，密度约为1.32g/cm3，得到磁性生物载体S-6。实施例7选择聚丙烯树脂和聚苯乙烯树脂质量比1:1混合后(5000g)与铁磁铁矿粉磁性颗粒(500g)经过搅拌器充分混合后，投加到塑料挤出机中，在塑料挤出机的机筒中，经过熔融使磁性颗粒与聚丙烯树脂、聚苯乙烯树脂颗粒充分混合，挤出、切断，形成含有磁性颗粒的高分子聚合物微粒。然后将高分子聚合物微粒研磨、过筛得到粒径约为0.0760.16mm的磁性载体，密度约为1.07g/cm3,得到磁性生物载体S-7。实施例8按表l所列的条件，在水力停留时间为3h,曝气量100L/h，加入磁性生物载体，添加量为13g/L，经检测，计算出磁性载体悬浮生物膜反应器出水C0D去除率列于表1。表1不同磁性载体的COD出去率<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>权利要求1.一种用于处理污水的磁性生物载体，其特征在于其组分如下磁性颗粒7～21wt％；高分子聚合物79～93wt％；所述的磁性颗粒为含铁的磁性物质的其中一种或者一种以上的混合物；所述的高分子聚合物包括高分子材料其中一种或者一种以上的混合物。2.按权利要求l所述的用于处理污水的磁性生物载体，其特征在于所述的含铁的磁性物质为四氧化三铁、金属铁粉、磁铁矿颗粒。3.按权利要求1所述的用于处理污水的磁性生物载体，其特征在于所述的高分子树脂为聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯，粉状橡胶。4.一种用于处理污水的磁性生物载体的制备方法，包括如下步骤1)将粒径在0.010.05mm的磁性颗粒在80120'C干燥后，常温密闭保存；2)将的密度为0.91.3g/cm3的高分子聚合物颗粒洗涤后烘干；3)将步骤l)得到的磁性颗粒和步骤2)得到的高分子聚合物颗粒，经过搅拌器混合后，投加到挤出机中，在挤出机的作用下，经过熔融使磁性颗粒与高分子聚合物颗粒充分混合，挤出、切断，形成含有磁性颗粒的高分子聚合物微粒。4)将步骤3)得到的高分子聚合物研磨、过筛得到粒径为0.0430.315mm的磁性载体颗粒，密度为1.0~1.4g/cm3，用作于处理污水的磁性生物载体。全文摘要本发明属于环保领域，涉及一种用于处理污水的磁性生物载体包括磁性颗粒7～21wt％；高分子聚合物79～93wt％；磁性颗粒包括四氧化三铁、金属铁粉、磁铁矿；高分子聚合物包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、粉末橡胶。选择高分子聚合物颗粒与磁性颗粒经过搅拌器充分混合后，投加到挤出机中，在挤出机的作用下，经过熔融使磁性颗粒与高分子聚合物颗粒充分混合，挤出、切断，形成含有磁性颗粒的高分子聚合物微粒。然后将高分子聚合物微粒研磨、过筛，最后把磁性载体浸入表面活性剂中，得到磁性生物载体。本发明提供的磁性生物载体用于污水处理时，处理效果好，制备方法简单，所需试剂及材料易得，可重复使用，借鉴了塑料业中的挤出成型及混炼原理，具有可控制性强，生产周期短，易于实现工业化生产的特点。此外，采用废旧高分子聚合物使废旧产品资源循环利用的同时，也降低了本载体的生产成本。文档编号C02F3/12GK101254976SQ200810102918公开日2008年9月3日申请日期2008年3月28日优先权日2008年3月28日发明者刘晓磊,周子龙,常雁红,珊王,王化军,肖宝清申请人:北京科技大学