一种生化池填料改性技术及其应用的制作方法

1.本发明涉及水处理技术领域，尤其涉及ipcc2f9领域，更具体地，涉及一种生化池填料改性技术及其应用。


背景技术：

2.污水处理过程中离不开生化池填料，生化池填料是微生物生长繁殖的场所，虽然现在填料的种类越来越多，但每种填料都有一定的缺陷。
3.现有技术中，授权公告号为cn104045149b的专利文件，公开了一种污水处理用生物填料，通过制备出蜂窝状球型生物填料，增加了填料的比表面积，从而提高了生物膜与睡体检的物质交换能力，但是对于cod的降低程度有限。
4.授权公告号为cn107540081b的专利文件，公开了一种污水生化处理用复合生物填料的制备方法，通过对硅藻土进行浸渍处理后，与预处理后的鳞片石墨、氢氧化铝等原料配置成浆液，最后制备出表面积大、化学稳定性好的复合生物填料，但是其制备方法繁琐，成本较高。
5.因此，需要开发一种操作简单，稳定性好，吸附性强，且对污水的处理效果好的生化池填料改性技术。


技术实现要素：

6.为了解决上述问题，本发明第一方面提供了一种生化池填料改性技术，其特征在于，步骤为：
7.s1、将营养物质、吸附剂、磁性材料和助剂搅拌均匀；
8.s2、将基体材料与s1所得物质混合均匀；
9.s3、将s2所得物质注塑成型即可。
10.优选的，所述基体材料选自聚丙烯、聚乙烯、聚氨酯、聚乙烯醇缩甲醛、聚氯乙烯中的一种或多种；进一步优选的，为聚丙烯。
11.优选的，所述聚丙烯为无规共聚聚丙烯、均聚物聚丙烯、抗冲击共聚聚丙烯、高熔体强度聚丙烯中的一种或多种；进一步优选的，为无规共聚聚丙烯。
12.优选的，所述无规共聚聚丙烯使用astm d21238测得的230℃下的熔流率为5-20g/10min，密度为0.8-1.0g/cm3；进一步优选的，所述无规共聚聚丙烯使用astm d21238测得的230℃下的熔流率为12g/10min，密度为0.9g/cm3。
13.在一些优选的方案中，所述无规共聚聚丙烯购买自供应商埃埃克森美孚化工公司生产的exxonmobil
tm pp9574e6。
14.在一些优选的方案中，选用230℃下的熔流率为5-20g/10min，密度为0.8-1.0g/cm3的无规共聚聚丙烯作为基体材料，不仅能够提高制得的生化池填料的机械强度和耐冲击、耐磨损性能，而且其作为其他物质的载体，特定的熔流率使得其他离子在体系中能够均匀分布排列，从而提高了生化池填料的稳定性，使得其在污水中能够稳定吸附。
15.优选的，所述基体材料为总原料重量的70-90％；进一步优选的，为80％。
16.优选的，所述营养物质选自淀粉、硅藻土、膨润土、凹凸棒土、红壤中的一种或多种；进一步优选的，为淀粉和硅藻土。
17.优选的，所述淀粉和硅藻土的重量比为(1-2)：(1-2)；进一步优选的，为1:1。
18.所述淀粉不做具体限制，市面上能买到的淀粉均可。
19.优选的，所述硅藻土的细度为100-1000目；进一步优选的，为400目。
20.在一些优选的方案中，所述硅藻土购买自宜兴市君联硅藻土有限公司。
21.申请人意外发现，选用重量比为(1-2)：(1-2)的淀粉和硅藻土作为营养物质，能够提高生化池填料对微生物的降解能力。这可能是由于污水中的有毒抗降解物不能被微生物直接降解，但是添加一定量易被微生物降解的淀粉和硅藻土，能够启动或者促进微生物对难降解物质的降解，此外，淀粉和硅藻土与微生物的相容性好，两种营养物质复配还能够促进微生物的新陈代谢，加快器分解速率，从而降低污水中的cod值。
22.优选的，所述吸附剂选自活性炭、硅胶、氧化铝、沸石分子筛、碳分子筛中的一种或多种；进一步优选的，为活性炭和沸石分子筛。
23.优选的，所述活性炭和沸石分子筛的重量比为(1-2)：1；进一步优选的，为3:2。
24.优选的，所述沸石分子筛的直径为5-30目，进一步优选的，为8-12目。
25.在一些优选的方案中，所述沸石分子筛购买自供应商河南良友环保科技有限公司生产的沸石分子筛。
26.优选的，所述活性炭的比表面积为800-1200m2/g，微孔面积为0.3-0.8cm3/g；进一步优选的，所述活性炭的比表面积为1000m2/g，微孔面积为0.46cm3/g。
27.在一些优选的方案中，所述活性炭购买自供应商常州智广活性炭有限公司生产的zg-103。
28.申请人发现，将直径为5-30目的沸石分子筛作为吸附剂，能够作为吸附载体吸附大量的细菌，促进其对污水中有机物的分解，但是其吸附能力有限，申请人意外发现，加入一定量比表面积为800-1200m2/g，微孔面积为0.3-0.8cm3/g的活性炭，且活性炭和沸石分子筛的重量比为(1-2)：1时，不仅能够大大提高生化池填料的吸附能力，将生物细胞的外酶和有机物浓缩到固体表面，还能够减轻废水中的浊度和异臭，提高制备出的生化池填料的比表面积，从而提高了其与污水的接触面，进而提高了水处理效率。
29.优选的，所述磁性材料选自铁氧体材料、钴氧体材料、镍氧体材料中的一种或多种；进一步优选的，为铁氧体材料。
30.优选的，所述铁氧体材料的粒径为100-500目；进一步优选的，为200目。
31.在一些优选的方案中，所述铁氧体材料购买自灵寿县汇茂矿产品加工厂生产的铁氧体磁粉。
32.优选的，所述营养物质、吸附剂和磁性材料的重量比为(1-2)：(1-2)：(2-5)；进一步优选的，为3:2：6。
33.在一些优选的方案中，选用重量比为(1-2)：(1-2)：(2-5)的营养物质、吸附剂和磁性材料，三种原料能够协同作用，提高了基体材料的微生物附着生长性，提高了生化池填料的亲水性和亲和性，使得其上的微生物能够叙述分解污水中的有机物和有害物质，从而提高了污水处理效率。
34.优选的，所述助剂选自分散剂、偶联剂、润滑剂中的一种或多种；进一步优选的，为偶联剂。
35.优选的，所述偶联剂为硅烷类偶联剂、钛酸酯类偶联剂、有机络合物类偶联剂中的一种或多种；进一步优选的，为钛酸酯类偶联剂。
36.优选的，所述钛酸酯类偶联剂为三硬脂酸钛酸异丙酯、异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基三油酸酰氧基钛酸酯、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯中的一种或多种；进一步优选的，为三硬脂酸钛酸异丙酯。
37.优选的，所述助剂的添加量不超过总原料重量的1％。
38.在一些优选的方案中，选用三硬脂酸钛酸异丙酯作为偶联剂，其不仅与聚丙烯相容性好，能够改善生化池填料的机械性能，还能提高其热稳定性和尺寸稳定性，此外，其还能改善铁氧体材料在聚丙烯基体上的分散程度，使得铁氧体材料能够牢牢地粘合在聚丙烯基体上。
39.优选的，所述步骤s3中的注塑成型具体工艺参数为：在温度为150-200℃下混炼1-5min后注塑成型。
40.本发明第二方面提供了一种生化池填料改性技术的应用，应用在污水处理领域。
41.有益效果：
42.1、通过选用230℃下的熔流率为5-20g/10min，密度为0.8-1.0g/cm3的无规共聚聚丙烯作为基体材料，不仅能够提高制得的生化池填料的机械强度和耐冲击、耐磨损性能，而且还能提高生化池填料的稳定性，使得其在污水中能够稳定吸附。
43.2、通过选用重量比为(1-2)：(1-2)的淀粉和硅藻土作为营养物质，能够提高生化池填料对微生物的降解能力。
44.3、通过选用重量比为(1-2)：1的活性炭和沸石分子筛，不仅能够大大提高生化池填料的吸附能力，还能够减轻废水中的浊度和异臭，此外，还能够提高制备出的生化池填料的比表面积，从而提高了其与污水的接触面，进而提高了水处理效率。
45.4、通过选用三硬脂酸钛酸异丙酯作为偶联剂，其不仅能够改善生化池填料的机械性能，还能提高其热稳定性和尺寸稳定性。
46.5、通过选用重量比为(1-2)：(1-2)：(2-5)的营养物质、吸附剂和磁性材料，不仅能够提高基体材料的微生物附着生长性，还能够提高生化池填料的亲水性和亲和性，使得其上的微生物能够迅速分解污水中的有机物和有害物质，从而提高了污水处理效率。
47.6、本发明可应用在污水处理领域。
具体实施方式
48.实施例
49.实施例1
50.实施例1提供了一种生化池填料改性技术，其特征在于，步骤为：
51.s1、将营养物质、吸附剂、磁性材料和助剂搅拌均匀；
52.s2、将基体材料与s1所得物质混合均匀；
53.s3、将s2所得物质注塑成型即可。
54.所述基体材料为聚丙烯。
55.所述聚丙烯为无规共聚聚丙烯。
56.所述无规共聚聚丙烯使用astm d21238测得的230℃下的熔流率为12g/10min，密度为0.9g/cm3。
57.所述无规共聚聚丙烯购买自供应商埃埃克森美孚化工公司生产的exxonmobil
tm pp9574e6。
58.所述基体材料为总原料重量的80％。
59.所述营养物质为淀粉和硅藻土。
60.所述淀粉和硅藻土的重量比为1:1。
61.所述淀粉购买自供应商北京康普汇维科技有限公司生产的可溶性淀粉。
62.所述硅藻土的细度为400目。
63.所述硅藻土购买自宜兴市君联硅藻土有限公司。
64.所述吸附剂为活性炭和沸石分子筛。
65.所述活性炭和沸石分子筛的重量比为3:2。
66.所述沸石分子筛的直径为8-12目。
67.所述沸石分子筛购买自供应商河南良友环保科技有限公司生产的沸石分子筛。
68.所述活性炭的比表面积为1000m2/g，微孔面积为0.46cm3/g。
69.所述活性炭购买自供应商常州智广活性炭有限公司生产的zg-103。
70.所述磁性材料为铁氧体材料。
71.所述铁氧体材料的粒径为200目。
72.所述铁氧体材料购买自灵寿县汇茂矿产品加工厂生产的铁氧体磁粉。
73.所述营养物质、吸附剂和磁性材料的重量比为3:2:6。
74.所述助剂为偶联剂。
75.所述偶联剂为钛酸酯类偶联剂。
76.所述钛酸酯类偶联剂为三硬脂酸钛酸异丙酯。
77.所述助剂的添加量为总原料重量的0.5％。
78.所述步骤s3中的注塑成型具体工艺参数为：在温度为180℃下混炼4min后注塑成型。
79.本发明第二方面提供了一种生化池填料改性技术的应用，应用在污水处理领域。
80.实施例2
81.实施例2提供了一种生化池填料改性技术，具体实施方式同实施例1，不同点在于：所述基体材料为总原料重量的90％。
82.实施例3
83.实施例3提供了一种生化池填料改性技术，具体实施方式同实施例1，不同点在于：所述淀粉和硅藻土的重量比为1:3。
84.实施例4
85.实施例4提供了一种生化池填料改性技术，具体实施方式同实施例1，不同点在于：所述活性炭和沸石分子筛的重量比为1:2。
86.实施例5
87.实施例5提供了一种生化池填料改性技术，具体实施方式同实施例1，不同点在于：
所述营养物质、吸附剂和磁性材料的重量比为3:1:1。
88.性能测试方法
89.1、比表面积
90.对实施例1-5得到的生化池填料，参考qb/t 4383-2012测定其比表面积，结果记入表1。
91.2、机械强度
92.对于实施例1-5得到的生化池填料，参考astm d-638测试其拉伸强度，参考astm d-790测试其弯曲强度，参考astm d-256测试其izod缺口冲击强度，结果记入表1。
93.3、cod值测试
94.对于实施例1-5得到的生化池填料，采用hz-hj-sz-0108法测试进水和出水的cod值，并计算出cod去除率，cod去除率(％)＝(进水cod值-出水cod值)/进水cod值
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100％，结果记入表1。
95.表1检测结果
96.