一种球形悬浮生物填料的制作方法

本发明涉及一种填料，特别是一种球形悬浮生物填料。

背景技术

目前，生物填料球放置于需要被处理的污水中，通过它使污水中的有机物和杂质与水分离。也就是说，当带有污物的水流经填料球时，水中的有机物和杂质被附着在填料球上，然后这些有机物和杂质与填料上的微生物发生反应，直至被分解为无害物质从而达到水质净化的目的，例如：消除水中的氨、氮成分。

但是现有的填料球的比表面积较小而且不容易挂膜，当需要附着更多的微生物时只能通过增加数量来实现，增加了污水处理成本。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供一种比表面积大、亲水性强、挂膜容易的一种球形悬浮生物填料，可增强污水处理效果。

为了实现上述目的，本发明所设计的一种球形悬浮生物填料，包括呈球形的壳体，所述壳体内还套接有一个可纵向旋转的圆球体，在圆球体内套接有可横向旋转的椭圆体；所述壳体上分布有镂空的孔洞，所述圆球体上分布有镂空的小孔，所述椭圆体上分布有鳍片，每个鳍片之间分布有通槽。

所述壳体、圆球体和椭圆体的材质是改性聚丙烯或者改性聚乙烯中的任一种。

所述改性聚丙烯是通过在聚丙烯的表面涂覆上亲水剂制得，所述亲水剂按重量份包括纳米二氧化硅5-10份、烷基酚聚氧乙烯醚10-15份、碳纳米管1-5份、聚氯乙烯10-15份、乙醇50-60份、异丙醇10-15份、水30-40份。

所述改性聚乙烯按重量份包括95份聚乙烯和5份改性剂，所述改性剂按重量份包括聚丙烯酸酯50-60份、聚乙二醇20-30份、聚偏氟乙烯10-15份、聚氨酯5-8份、磷酸锆2-3份、稀土1-3份。

所述亲水剂的制备方法是按重量份将纳米二氧化硅5-10份、烷基酚聚氧乙烯醚10-15份、碳纳米管1-5份、聚氯乙烯10-15份、乙醇50-60份、异丙醇10-15份、水30-40份混合搅拌均匀后，静置24小时即可。

所述改性剂的制备方法是按重量份将聚丙烯酸酯50-60份、聚乙二醇20-30份、聚偏氟乙烯10-15份、聚氨酯5-8份、磷酸锆2-3份、稀土1-3份放入200-240℃的高温反应炉中，氮气保护下加热1-2h，待冷却后研磨成粉即得。

所述改性聚乙烯的制备方法是按重量份将95份聚乙烯和5份改性剂于挤出机中加热熔融挤出，温度为200-220℃。

该球形悬浮生物填料由外至内包括壳体、圆球体和椭圆体，其中圆球体可纵向旋转，椭圆体可横向旋转。通过设置三个球体从而增加填料内部的水体流动性，尤其是椭圆体的鳍片，更是提高了填料球的比表面积。

所述壳体、圆球体和椭圆体的材质是改性聚丙烯或者改性聚乙烯中的任一种。这是由于聚丙烯和聚乙烯本体是相对疏水的，不利于生物膜的吸附，因此需要对其进行改性。

所述改性聚丙烯是通过在聚丙烯的表面涂覆上亲水剂制得，所述亲水剂中的烷基酚聚氧乙烯醚作为主要亲水成分，是一种非离子表面活性剂，它具有性质稳定、耐酸碱和成本低等特征。纳米二氧化硅和碳纳米管可以提高强度，聚氯乙烯作为助剂，提高亲水性。乙醇、异丙醇和水作为溶剂。

所述改性聚乙烯将重量份将95份聚乙烯和5份改性剂于挤出机中加热熔融挤出而得，所述改性剂中的聚丙烯酸酯、聚乙二醇和聚氨酯都可以提高聚乙烯的亲水性，聚丙烯酸酯的分子链上含有许多酯基、酯基，具有亲水性。聚乙二醇的链端羟基亲水，链中的醚键也亲水。聚偏氟乙烯可以提高防腐性，磷酸锆则提高强度，稀土作为催化剂，提高改性剂的亲水性。

本发明得到的一种球形悬浮生物填料，该球形悬浮生物填料由外至内包括壳体、圆球体和椭圆体，其中圆球体可纵向旋转，椭圆体可横向旋转。通过设置三个球体从而增加流动性，尤其是椭圆体的鳍片，更是提高了填料球的比表面积。另外所述壳体、圆球体和椭圆体的材质是改性聚丙烯或者改性聚乙烯中的任一种，从而实现亲水性强、挂膜容易的特点。本发明制得的球形悬浮生物填料，其比重为0.92-0.95g/cm³，比表面积为500-800m²/m³。

附图说明

图1是实施例1的球形悬浮生物填料的结构示意图；

图2是实施例1的球形悬浮生物填料中椭圆体的结构示意图。

图中：壳体1、圆球体2、椭圆体3、孔洞4、小孔5、鳍片6、通槽7。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

实施例1：

如图1-图2所示，本实施例提供的一种球形悬浮生物填料，包括球形悬浮生物填料，包括呈球形的壳体1，所述壳体1内还套接有一个可纵向旋转的圆球体2，在圆球体2内套接有可横向旋转的椭圆体3；所述壳体1上分布有镂空的孔洞4，所述圆球体2上分布有镂空的小孔5，所述椭圆体3上分布有鳍片6，每个鳍片6之间分布有通槽7。

所述壳体1、圆球体2和椭圆体3的材质是改性聚丙烯。

所述改性聚丙烯是通过在聚丙烯的表面涂覆上亲水剂制得，所述亲水剂按重量份包括纳米二氧化硅5份、烷基酚聚氧乙烯醚10份、碳纳米管1份、聚氯乙烯10份、乙醇50份、异丙醇10份、水30份。

所述亲水剂的制备方法是按重量份将纳米二氧化硅5份、烷基酚聚氧乙烯醚10份、碳纳米管1份、聚氯乙烯10份、乙醇50份、异丙醇10份、水30份混合搅拌均匀后，静置24小时即可。

经过测试，本实施例制得的球形悬浮生物填料，其比重为0.92-0.95g/cm³，比表面积为500-800m²/m³。

实施例2：

本实施例提供的一种球形悬浮生物填料，其大体结构与实施例相同，其区别在于所述壳体1、圆球体2和椭圆体3的材质是改性聚乙烯。

所述改性聚乙烯按重量份包括95份聚乙烯和5份改性剂，所述改性剂按重量份包括聚丙烯酸酯50份、聚乙二醇20份、聚偏氟乙烯10份、聚氨酯5份、磷酸锆2份、稀土1份。

所述改性剂的制备方法是按重量份将聚丙烯酸酯50份、聚乙二醇20份、聚偏氟乙烯10份、聚氨酯5份、磷酸锆2份、稀土1份放入200-240℃的高温反应炉中，氮气保护下加热1-2h，待冷却后研磨成粉即得。

所述改性聚乙烯的制备方法是按重量份将95份聚乙烯和5份改性剂于挤出机中加热熔融挤出，温度为200-220℃。

经过测试，本实施例制得的球形悬浮生物填料，其比重为0.92-0.95g/cm³，比表面积为500-800m²/m³。

实施例3：

本实施例提供的一种球形悬浮生物填料，其大体结构与实施例相同，其区别在于所述壳体1、圆球体2的材质是改性聚丙烯，椭圆体3的材质是改性聚乙烯。

所述改性聚丙烯是通过在聚丙烯的表面涂覆上亲水剂制得，所述亲水剂按重量份包括纳米二氧化硅10份、烷基酚聚氧乙烯醚15份、碳纳米管5份、聚氯乙烯15份、乙醇60份、异丙醇15份、水40份。

所述改性聚乙烯按重量份包括95份聚乙烯和5份改性剂，所述改性剂按重量份包括聚丙烯酸酯60份、聚乙二醇30份、聚偏氟乙烯15份、聚氨酯8份、磷酸锆3份、稀土3份。

经过测试，本实施例制得的球形悬浮生物填料，其比重为0.92-0.95g/cm³，比表面积为500-800m²/m³。