[发明专利]一种复合型生物填料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于污水处理工艺的生物填料，更具体的说，涉及一种复合型生物填料及其制备方法。

背景技术

填料是生物膜赖以栖息的场所，是生物膜的载体，同时也有截留悬浮物的作用。因此，填料是生物膜法污水处理工艺的关键，直接影响生物膜法污水处理工艺的效能。填料的要求是：易于生物膜附着，比表面积大，空隙率大，水流阻力小，强度大，化学和生物稳定性好，经久耐用，截留悬浮物质能力强，不溶出有害物质，不引起二次污染，与水的比重相差不大，避免氧化池负荷过重，运输和施工方便。

目前大部分生物填料采用PP或涤纶材质，传统材料制作的生物填料已在污水处理领域得到广泛应用；但传统生物填料调试运行期间，根据不同的水质情况，微生物培养、挂膜时间较长，制约了污水处理厂建成后尽快投入生产、运行。由于传统生物填料的抗冲击强度和抗拉伸强度存在一定的不足，导致填料的使用寿命短(一般5～6年更换一次)，更换频繁，严重制约污水处理厂的稳定运行。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：提供一种复合型生物填料及其制备方法，解决普通生物填料挂膜时间长、挂膜量少及填料使用寿命短的问题。

本发明所要解决的技术问题在于：提供一种复合型生物填料，包括如下质量比的组分：

在本发明提供的复合型生物填料中，所述组分中，硫酸钙、二氯化镍、硫酸钴、硫酸铜、氯化铁、硫酸镁的粒径小于80纳米。

在本发明提供的复合型生物填料中，使用所述钛酸酯偶联剂对金属化合物进行表面处理后，与熔融状态的聚丙烯进行混合；所述钛酸酯偶联剂的用量为金属化合物含量的1～4％，所述金属化合物包括硫酸钙、二氯化镍、硫酸钴、硫酸铜、氯化铁、硫酸镁。

本发明还提供一种复合型生物填料的制备方法，包括如下步骤：

S100、碾磨：将金属化合物碾磨成粉，粒径小于80纳米；所述金属化合物包括硫酸钙、二氯化镍、硫酸钴、硫酸铜、氯化铁、硫酸镁；

S200、表面处理：使用钛酸酯偶联剂对金属化合物进行表面处理后，所述钛酸酯偶联剂的用量为金属化合物含量的1～4％；

S300、分散均匀：将表面处理后的金属化合物与熔融状态的聚丙烯进行混合并分散均匀，冷却后干燥得到所述复合型生物填料原料。

在本发明提供的复合型生物填料的制备方法中，所述金属化合物为含结晶水的金属化合物烘干脱水所得。

在本发明提供的复合型生物填料原料的制备方法中，所述步骤S300中，将金属化合物与聚丙烯的混合物放在双螺杆挤出机上塑化挤出，挤出物经过水槽冷却后，再经过风干装置初步吹干。

在本发明提供的复合型生物填料原料的制备方法中，所述步骤S300之后还包括如下步骤：

S400、造粒：初步吹干的所述复合型生物填料原料经过切粒机切断造粒并烘干；

S500、注塑成形：将颗粒状的所述复合型生物填料原料用注塑机注塑出所需填料外形，或用PP拉丝机拉成所需的填料纤维丝；

S600、表面化学处理：将注塑成形的填料或拉成的纤维丝进行表面化学处理，以改变填料表面的粗糙程度和表面极性基团的含量，从而改善纤维表面的亲水性；

S700、组合：将不同外形的填料进行组合成预设形状，形成复合型组合生物填料，用于污水处理工程进行挂膜生产。

在本发明提供的复合型生物填料的制备方法中，各组分的质量比如下：

实施本发明，具有如下有益效果：本发明的复合型生物填料挂膜更迅速，保证污水处理系统更快完成调试，进而更快投产运行。同时本复合型生物填料的抗拉伸强度和抗冲击强度均比传统材质生物填料有很大提高。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明内容做具体说明。

为了解决普通生物填料挂膜时间长、挂膜量少及填料使用寿命短的问题，特针对制作生物填料的原材料在如何提高填料上微生物的挂膜速度及提高填料的使用寿命等方面展开了研究。

本发明提供一种复合型生物填料，包括如下质量比的组分：

在污水的生物处理过程中，一些金属离子作为微生物生长、繁殖的必需元素，对微生物的培养至关重要。本申请经过具体研究发现，当一些金属离子在适当的浓度范围内，可加速细胞的合成，促进生物化学反应的进程。

(1)钙作为构成微生物细胞的组成成本，是微生物生长所不可缺少的营养元素。钙盐参与细胞结构组成，并与能力转移、细胞透性调节功能有关，微生物对它的需求量较大。