一种复合改性MBBR填料及其制备方法和应用与流程

本发明涉及一种复合改性mbbr填料及其制备方法和应用，属于污水处理。

背景技术：

1、mbbr工艺原理是通过向反应器中投加一定数量的悬浮载体，提高反应器中的生物量及生物种类，从而提高反应器的处理效率。mbbr工艺中微生物以生物膜的形式附着生长于悬浮载体表面，避免受到水力停留时间的影响，从而为污泥龄较长的微生物提供较好的生存环境。同时提高了反应器内微生物多样性和丰富度。所以相对于活性污泥法，mbbr具有更好的污水处理效果。

2、mbbr填料是mbbr工艺的核心所在，是富集微生物的的场所。mbbr填料是以聚乙烯、聚丙烯及聚氨酯等塑料为原材料，通过挤塑/注塑工艺加工成型的一种生物载体。其中，相较于以聚氨酯所制备的泡沫载体，以聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃制备而成的载体，成本低、产量大、流化效果好、机械强度高且传质效果好，在实际污水处理中得到更广泛的推广应用。但由于聚乙烯、聚丙烯等高分子材料本身的局限性(如呈疏水性、带有负电)，导致制备差，挂膜速度缓慢，挂膜量较少，从而影响了mbbr工艺的启动周期和处理性能，制约了mbbr工艺在实际工程中的应用。因此针对材料本身固有的缺陷，对其进行相应的改性是很有必要的。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种复合改性mbbr填料及其制备方法和应用，该复合改性mbbr填料的负电性减弱，且比表面积大，同时利用氨基改性活性炭粉末的吸附作用，可以将活性污泥和污染物吸附到填料表面，缩短了挂膜时间，且四氧化三铁磁粉在体系中高度分散，协同提高了处理效率。

2、为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：

3、一种复合改性mbbr填料，包括按质量份数计的如下组分：hdpe 80-180份、四氧化三铁磁粉1-8份、pam粉1-8份、氨基改性活性炭粉1-6份、羧基改性沸石粉1-5份、碳酸钙粉1-5份、硅酮粉1-3份、石蜡油1-3份。

4、优选地，所述的氨基改性活性炭粉的制备方法是：将活性炭、氨水混合后，搅拌并加热，得悬浮液；将悬浮液离心脱水后，干燥，得氨基改性活性炭。

5、优选地，所述的活性炭与氨水的比例为1g：(5-30)ml，且氨水浓度不低于1％；

6、所述的加热的条件为：50-80℃，1-10h；

7、所述的干燥的条件为：40-60℃，2-7h。

8、优选地，所述的羧基改性沸石粉的制备方法是：将沸石粉置于有机酸中恒温震荡，静置后去除上清液，冲洗至中性后干燥，得羧基改性沸石粉；其中，有机酸含有至少两个羧基。

9、优选地，所述的沸石粉与有机酸的比例为：(1-5)g：(100-200)ml，且有机酸的浓度为0.3-0.5mol/l。

10、优选地，所述的有机酸为草酸、丙二酸、丁二酸和戊二酸中的任一种。

11、优选地，所述的恒温震荡的条件为：15-20℃，超声振荡6-8h，超声频率30-50khz。

12、任一上述的复合改性mbbr填料的制备方法，包括如下步骤：

13、s1、将原料投入混料机中，搅拌，得混合料；将混合料热熔造粒，得混合料颗粒；

14、s2、将混合料颗粒热熔后挤出，冷却塑形后切割；

15、s3、将切割后的填料置于酸液中浸泡，冲洗并干燥后充磁，得复合改性填料。

16、优选地，步骤s3中，酸液为ph≤2的硫酸溶液，浸泡时间1-3h；充磁电压为500-1200v。

17、任一上述的复合改性mbbr填料的在污水处理中的应用。

18、本发明的有益效果在于：

19、1、通过在hdpe中加入阳离子pam粉末，能够提高填料的zeta电位，使其负电性减弱，以使填料能够在水中更好的吸附污泥；

20、2、通过在mbbr填料中加入碳酸钙粉末，在填料成型后使用硫酸浸泡对表面的碳酸钙进行腐蚀，能够提高mbbr填料的比表面积；同时氨基改性活性炭粉末具有吸附作用，可以将活性污泥和污染物吸附到填料表面，提高处理效率，缩短了挂膜时间；

21、3、氨基改性活性炭表面的氨基能够与四氧化三铁磁粉表面的磁性中心发生物理吸附作用，使四氧化三铁磁粉被吸附在活性炭上并形成fe-n三配位离子，该离子带有部分正电荷，这使得fe-n三配位离子能够在氨基改性活性炭表面与其他带负电荷的组分发生静电相互作用，从而提高四氧化三铁磁粉在体系中的分散性；

22、而沸石粉通过羧基改性，能够带上一定负电荷，从而能够与fe-n三配位离子发生静电相互作用，继而进一步提高了四氧化三铁磁粉的分散性；且羧基的引入还能使粉末间产生排斥作用，从而降低磁粉团聚现象的发生，有利于提高填料对污水的处理性能。

技术特征：

1.一种复合改性mbbr填料，其特征在于，包括按质量份数计的如下组分：hdpe 80-180份、四氧化三铁磁粉1-8份、pam粉1-8份、氨基改性活性炭粉1-6份、羧基改性沸石粉1-5份、碳酸钙粉1-5份、硅酮粉1-3份、石蜡油1-3份。

2.根据权利要求1所述的复合改性mbbr填料，其特征在于，所述的氨基改性活性炭粉的制备方法是：将活性炭、氨水混合后，搅拌并加热，得悬浮液；将悬浮液离心脱水后，干燥，得氨基改性活性炭。

3.根据权利要求2所述的复合改性mbbr填料，其特征在于，所述的活性炭与氨水的比例为1g：(5-30)ml，且氨水浓度不低于1％；

4.根据权利要求1所述的复合改性mbbr填料，其特征在于，所述的羧基改性沸石粉的制备方法是：将沸石粉置于有机酸中恒温震荡，静置后去除上清液，冲洗至中性后干燥，得羧基改性沸石粉；其中，有机酸含有至少两个羧基。

5.根据权利要求4所述的复合改性mbbr填料，其特征在于，所述的沸石粉与有机酸的比例为：(1-5)g：(100-200)ml，且有机酸的浓度为0.3-0.5mol/l。

6.根据权利要求4所述的复合改性mbbr填料，其特征在于，所述的有机酸为草酸、丙二酸、丁二酸和戊二酸中的任一种。

7.根据权利要求4所述的复合改性mbbr填料，其特征在于，所述的恒温震荡的条件为：15-20℃，超声振荡6-8h，超声频率30-50khz。

8.权利要求1-7任一所述的复合改性mbbr填料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

9.根据权利要求8所述的复合改性mbbr填料的制备方法，其特征在于，步骤s3中，酸液为ph≤2的硫酸溶液，浸泡时间1-3h；充磁电压为500-1200v。

10.权利要求1-7任一所述的复合改性mbbr填料的在污水处理中的应用。

技术总结
本发明公开了一种复合改性MBBR填料及其制备方法和应用，该复合改性MBBR填料包括按质量份数计的如下组分：HDPE 80‑180份、四氧化三铁磁粉1‑8份、PAM粉1‑8份、氨基改性活性炭粉1‑6份、羧基改性沸石粉1‑5份、碳酸钙粉1‑5份、硅酮粉1‑3份、石蜡油1‑3份。该复合改性MBBR填料的负电性减弱，且比表面积大，同时利用氨基改性活性炭粉末的吸附作用，可以将活性污泥和污染物吸附到填料表面，缩短了挂膜时间，且四氧化三铁磁粉在体系中高度分散，协同提高了处理效率。

技术研发人员：陈梦雪,方鑫,陈道康
受保护的技术使用者：南京高科环境科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21