一种基于废塑料和生物炭的磁性生物滤池的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明属于水处理技术领域，涉及生物滤池，具体涉及一种基于废塑料和生物炭的磁性生物滤池。
【背景技术】
[0002]生物滤池是在间歇砂滤池和接触滤池的基础上发展起来的人工生物处理方法。在生物滤池中，废水通过布水器均匀地分布在滤池表面，滤池中装满填料，废水沿着滤料的空隙从上向下流动到池底，通过集水沟、排水渠，流出池外。填料是生物滤池的核心，它为微生物提供附着生长和降解有机物的场所，对污水处理效果起着决定作用。目前市场上用于水处理的填料种类繁多，常见的填料形状有波纹板状、蜂窝状、盾形、软性纤维、不规则粒状和球形等，而其制作材料则以聚丙烯、聚乙烯、聚酯及沸石等为主，实际应用也各有优劣。
[0003]而在生物滤池运行过程中，往往会由于滤料之间的间隙小而出现供氧不够，使生物滤池中出现部分厌氧反应，既影响了处理效果，也污染周围环境。
【发明内容】
[0004]针对现有技术中存在的生物滤池易出现厌氧反应，影响处理效果，污染周围环境等不足，本发明提供了一种基于废塑料和生物炭的磁性生物滤池，增加了滤料之间的间隙，进一步提高了生物滤池的污水处理效率。
[0005]本发明是通过以下技术方案实现上述技术目的的:
[0006]—种基于废塑料和生物炭的磁性生物滤池，该生物滤池包括反应器外壳、多组圆柱形磁性微反应器和铁丝网；所述反应器外壳为圆柱形或正方体形或长方体形上部开口容器，所述铁丝网设于所述反应器外壳内，且所述铁丝网的边缘与所述反应器外壳的内壁连接，所述多组圆柱形磁性微反应器固定于铁丝网的网格内，且多组圆柱形磁性微反应器的底部接触反应器外壳底部的内壁;所述多组圆柱形磁性微反应器中的任意一个是由圆柱形改性塑料外壳内装混合填料组成的，其中圆柱形改性塑料外壳是由废塑料片经改性、缝合而成的上部开口的圆柱形容器，且圆柱形改性塑料外壳的表面开有小孔;所述混合填料由柱状改性塑料填料和磁性生物炭填料组成;所述柱状改性塑料填料和磁性生物炭填料的质量比为0.8:1?1.2:1;
[0007]所述磁性生物滤池还包括进水口和出水口，所述进水口和出水口均设于所述反应器外壳的上部。
[0008]所述多组圆柱形磁性微反应器的总体积占反应器外壳容积的50%?70%。
[0009]所述圆柱形改性塑料外壳的直径为15?25mm，圆柱形改性塑料外壳的高度与反应器外壳的深度相等。
[0010]圆柱形改性塑料外壳上的小孔直径为I?3mm，小孔的总孔面积占圆柱形改性塑料外壳表面积的50%?70%。
[0011]所述的圆柱形改性塑料外壳的制备采用如下步骤:
[0012](I)裁剪废矿泉水瓶或饮料瓶成方形塑料片，采用介质阻挡放电反应器产生低温等离子体，对方形塑料片进行表面改性，改性时间为2?5min;介质阻挡放电反应器中，不锈钢材料中心电极直径为14?19mm，与高压电源的高压端相连;介质为石英玻璃管，管壁厚1.4?1.9mm;外壳金属电极与高压电源的地端相连;放电区长度为210?230mm;介质阻挡放电反应器中，工作气体为空气或氧气，工作气体流量为0.12?0.15m3/h;高压电源电压为15?31kV、频率为32?60kHz;在高压电源作用下，反应器中发生介质阻挡放电并产生低温等离子体;改性时用强气流将介质阻挡放电等离子体从放电空间吹出到方形塑料片表面进行处理;形成改性塑料片；
[0013](2)在改性塑料片其中一对相对的两边打孔，采用金属丝将改性塑料片打孔的两边缝合在一起，形成圆柱形中空塑料筒;孔的直径与金属丝的直径相匹配，且孔均匀分布，改性塑料片上每一边孔的数量至少为3个；
[0014](3)在圆柱形中空塑料筒的一端打孔，孔均匀分布，孔的数量至少为4个；
[0015](4)以废矿泉水瓶或饮料瓶为原料，裁剪圆形塑料片，直径与步骤(3)中的圆柱形中空塑料筒的圆柱外径相等；
[0016](5)在圆形塑料片的边缘开孔，开孔数量和位置与步骤(3)中圆柱形中空塑料筒一端孔的数量及位置相同；
[0017](6)采用金属丝将步骤(3)中圆柱形中空塑料筒和步骤(5)中的圆形塑料片缝合在一起，形成所述的圆柱形改性塑料外壳，所述圆柱形中空塑料筒一端的孔的直径和圆形塑料片边缘的孔的直径均与金属丝的直径相匹配。
[0018]所述的柱状改性塑料填料为两端开口的中空圆柱，所述圆柱的直径为7?12mm，长度为7?12mm。
[0019]柱状改性塑料填料的制备采用如下步骤:
[0020](I)裁剪废矿泉水瓶或饮料瓶成方形塑料片，采用介质阻挡放电反应器产生低温等离子体，对方形塑料片进行表面改性，改性时间为2?5min;介质阻挡放电反应器中，不锈钢材料中心电极直径为14?19mm，与高压电源的高压端相连;介质为石英玻璃管，管壁厚1.4?1.9mm;外壳金属电极与高压电源的地端相连;放电区长度为210?230mm;介质阻挡放电反应器中，工作气体为空气或氧气，工作气体流量为0.12?0.15m3/h;高压电源电压为15?31kV、频率为32?60kHz;在高压电源作用下，反应器中发生介质阻挡放电并产生低温等离子体;改性时用强气流将介质阻挡放电等离子体从放电空间吹出到方形塑料片表面进行处理;形成改性塑料片；
[0021](2)在改性塑料片其中一对相对的两边打孔，采用金属丝将改性塑料片打孔的两边缝合在一起，形成柱状改性塑料填料;孔的直径与金属丝的直径相匹配，且孔均匀分布，改性塑料片上每一边孔的数量至少为3个。
[0022 ]所述的制备磁性生物炭填料的生物炭颗粒粒度为5?12mm。
[0023]所述的磁性生物炭填料制备时采用如下步骤:
[0024](I)向水中加入二价铁离子盐和三价铁离子盐，制备含有二价铁离子和三价铁离子的混合溶液，其中三价铁离子盐中的三价铁离子与二价铁离子盐中的二价铁离子的摩尔浓度比为0.9?1.2;
[0025](2)将粒度为5?12mm的生物炭浸没于pH <4的强酸溶液中反应，洗涤、干燥，得酸改性生物炭；
[0026](3)将步骤(2)所得酸改性生物炭加至步骤(I)所得含有二价铁离子和三价铁离子的混合溶液中，搅拌均匀后吸附处理10?20min，固液分离后得吸附铁离子的生物炭;生物炭的质量与含有二价铁离子和三价铁离子的混合溶液的体积关系为lg:5mL;
[0027](4)将吸附铁离子的生物炭浸没于pH2 10的强碱溶液中，搅拌均匀后常温反应10?20min，固液分离、洗涤、干燥，得磁性生物炭填料。
[0028]所述反应器外壳材质为不锈钢，壁厚为I?2mm;所述的铁丝网为三层，所述的铁丝网由直径为0.5?0.8mm的铁丝编织而成，网格为正方形或圆形，正方形边长或圆形直径与圆柱形磁性微反应器的圆柱外径相同；铁丝网的边缘通过焊接固定在反应器的内壁上，并且铁丝网所在平面与反应器的底面平行；最下层铁丝网距反应器外壳底部15?20mm，最上层铁丝网距反应器外壳的顶部15?20mm。
[0029]本发明的有益效果是:
[0030](I)在生物滤池中采用若干圆柱形磁性微反应器，解决了传统生物滤池供氧不足的缺点，进一步改善了污水处理效果；
[0031](2)本发明所述的一种基于废塑料和生物炭的磁性生物滤池的制作原材料废塑料、生物炭为固体废物，或来源于固体废物，实现了固体废物的资源化利用，减轻了环境污染；
[0032](3)磁性生物炭填料空隙中含有稳定的磁性颗粒，可以增强生物滤池内微生物的活性，使微生物降解污染物的能力提高，从而提高生物滤池的降解效率。
【附图说明】
[0033]图1为基于废塑料和生物炭的磁性生物滤池俯视图；
[0034]图2为图1基于废塑料和生物炭的磁性生物滤池俯视图的A-A剖视图；
[0035]图3为圆柱形改性塑料外壳示意图。
[0036]图中:1.反应器外壳;2.圆柱形改性塑料外壳;3.柱状改性塑料填料;4.磁性生物炭填料;5.铁丝网;6.进水口；7.出水口 ；8.小孔
【具体实施方式】
[0037]下面结合具体