[发明专利]一种杜仲胶改性的生物膜填料的制备方法

说明书

本发明公开了一种杜仲胶改性的生物膜填料及其制备方法和应用。采用溶态喷射技术将天然杜仲胶喷射在传统生物膜填料表面，对由惰性聚合物制备的生物膜填料进行表面修饰，增强生物膜填料的负载效果，速干成型后的改性生物膜填料具有亲水性、亲生物性，可以有效改善传统悬浮生物膜填料表面挂膜少、耐冲击负荷能力低、生物膜附着力不足、挂膜时间长等缺点，适合用于工业、城市生活污水处理的生物膜工艺技术的应用。本发明所采用原料杜仲在我国种植面积广泛并且工艺应用成本低，该技术制造条件要求简单，制备时间短，特别适合于大批量制备高性能悬浮生物膜填料。

技术领域

本发明属于污水处理领域，涉及一种用于生物膜污水处理系统中的杜仲改性的生物膜填料及其制备方法和应用。

背景技术

生物膜填料是水处理中的核心技术之一，对水处理领域有着十分重要的意义。市售生物膜填料骨架大都为聚乙烯、聚丙烯、树脂等高分子聚合物，价格低廉，但表现为憎水性、生物兼容性差，故而挂膜时间长、生物膜易脱落；而亲水性的生物膜填料大都价格昂贵，工业应用成本高。

发明内容

为了解决传统生物膜填料的表面憎水性、粗糙度不够、生物兼容性差、生物膜在填料上附着力不足等问题，本发明利用天然杜仲胶改性传统生物膜填料，对由惰性聚合物制成的生物膜填料进行表面修饰，增强常规的涤纶丝的生物膜负载效果；杜仲胶修饰生物纤维可增加其表面粗糙度和提高亲水性以及亲生物性。

本发明提供的技术方案具体如下：

一种杜仲胶改性的生物膜填料的制备方法，其特征在于：利用高压载气将液态杜仲胶喷射在疏水性生物膜填料表面，所述生物膜填料的表面温度低于杜仲胶的凝固温度，杜仲胶迅速在生物膜填料表面凝固，得到杜仲胶改性的生物膜填料；

所述的液态杜仲胶为熔融态杜仲胶或溶于有机溶剂的杜仲胶；所述的生物膜填料由惰性高分子聚合物制成。

生物膜填料包括：聚乙烯、聚丙烯、天然树脂等高分子聚合物类疏水性骨架状或纤维状普通生物填料；本发明中优选为聚乙烯填料、聚氯乙烯填料或聚丙烯填料。

所述的高压载气为氮气、空气或二氧化碳；所述的有机溶剂为石油醚。

上述杜仲胶改性的生物膜填料的制备方法具体地包括方法一和方法二：

方法一包括以下步骤：

(1)将杜仲胶加入石油醚中，65～90℃水浴条件下进行超声，制备得到浓度为15～30wt％的杜仲胶-石油醚过饱和溶液；

(2)利用高压载气将杜仲胶-石油醚过饱和溶液均匀喷覆在温度为-15～-25℃的生物膜填料表面，杜仲胶迅速在生物膜填料表面凝固，石油醚呈液态滴落，即得到杜仲胶改性的生物膜填料。

方法二包括以下步骤：将固态杜仲胶加热至熔融，然后利用高压载气将熔融态的杜仲胶均匀喷射至温度小于50℃的生物填料表面，杜仲胶迅速在生物膜填料表面凝固，即得到杜仲胶改性的生物膜填料。

一种杜仲胶改性的生物膜填料，由上述制备方法制备得到。

上述杜仲胶改性的生物膜填料在污水处理领域的应用。

本发明具有以下优点和有益效果：

(1)本发明采用溶态喷射技术将液态的杜仲胶喷射在由惰性聚合物纤维制成的普通生物膜填料表面，对其进行表面修饰，增强了常规的涤纶丝的生物膜负载效果；速干成型后的杜仲胶改性的生物膜填料表现出亲水性、亲生物性，适合用于工业、城市生活污水处理的生物膜法水处理工艺系统。

(2)杜仲胶修饰生物膜填料可增加其表面粗糙度和亲水性，进而提高生物膜填料的生物兼容性，可有效改善普通悬浮生物膜填料表面挂膜少，耐冲击负荷能力低、生物膜附着力不足、挂膜时间长、水处理效率低等缺点。