[发明专利]一种用于水处理的高分子复合载体及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种用于水处理的高分子复合载体及其制备方法和应用，所述高分子复合载体主要由改性中空聚合物母球和复合在所述改性中空聚合物母球表面的矿物外壳组成；所述改性中空聚合物母球由粗糙空心聚合物母球经过硅烷偶联剂改性而成，所述矿物外壳具有微孔结构，并且制备原料包括无机吸附材料、激发剂和粘结剂；所述无机吸附材料主要由麦饭石、沸石和活性白土组成。上述高分子复合载体填料可在河底淤泥中进行生物挂膜，负载上大量微生物后直接应用于污水处理。该填料具有良好的综合性能，在BAF工艺中使用既能够提升处理效能，同时也降低了运行成本。

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，具体地，涉及一种用于水处理的高分子复合载体及其制备方法和应用。

背景技术

虽然我国水资源总量占世界第六位，但仍是一个水资源相对短缺的国家，人均占有量仅为世界平均水平的四分之一。我国水资源匮乏的另一大原因在于，工业废水、城镇生活污水和农村面源污染带来的水资源污染。目前，我国污水存在生活污染和工业排放叠加、新旧污染与二次污染相复合的态势，因此污水治理刻不容缓。通常，污水大多采用生物法进行处理，主要利用微生物分解废水中的污染物。生物法中又以生物氧化法最为常见，该方法能耗低、剩余污泥量少、出水水质好。

采用曝气生物滤池(BAF，biological aerated filter)的处理技术，是20世纪80年代末在欧美发展起来的一种经济、安全、高效的生物氧化法处理污水的工艺，其相较于传统的活性淤泥法具有水力负荷大、基建投资少、能耗低、成本低、出水水质高等优势。BAF是通过反应器内填料上生长的生物膜中的微生物的氧化分解作用、填料以及生物膜的吸附截留作用等处理污水中的有机质，以及脱磷除氮、去除水中悬浮物。影响BAF处理效果最重要的因素之一就是生物填料的作用性能，这也是目前制约BAF工艺发展的关键。

BAF填料现在主要分为无机填料和有机填料两大类；其中，常见的无机填料有陶粒、瓷粒、活性炭、焦炭、石英砂等。无机填料稳定性高、生物兼容性好，但是密度大，沉没在水中导致反冲洗能耗较高。而有机填料由于密度小，具有反冲洗简单、能耗低等优势，常见的有聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯制备的高分子小球，合成纤维和波纹板等。但是，有机填料通常比表面积较小，处理效能逊于无机填料。因此，研发综合性能优良的填料是BAF工艺发展的重要课题。

发明内容

针对目前BAF工艺中无机和有机填料的缺陷，本申请提供一种用于水处理的高分子复合载体及其制备方法和应用，本发明提供的高分子复合载体作为填料，密度低且比表面积大，兼顾无机和有机填料的优势，利于应用。

本发明提供一种用于水处理的高分子复合载体，其主要由改性中空聚合物母球和复合在所述改性中空聚合物母球表面的矿物外壳组成；

所述改性中空聚合物母球由粗糙空心聚合物母球经过硅烷偶联剂改性而成，所述矿物外壳具有微孔结构，并且制备原料包括无机吸附材料、激发剂和粘结剂；所述无机吸附材料主要由麦饭石、沸石和活性白土组成。

优选地，所述粗糙空心聚合物母球为粗糙空心聚氯乙烯母球，粒径范围为2-5mm。

优选地，所述无机吸附材料还包括膨胀珍珠岩、粉煤灰、硅藻土和活性淤泥中的一种或多种。

优选地，所述高分子复合载体的密度不超过2.5g/cm³，优选为0.5-2.4g/cm³。

优选地，所述矿物外壳的平均厚度为0.5-2mm；所述高分子复合载体的粒径范围为2.5-7mm。

本发明提供如前文所述的高分子复合载体的制备方法，包括以下步骤：

将粗糙空心聚合物母球和硅烷偶联剂混合改性，得到表面改性后的母球；

将所述表面改性后的母球与无机吸附材料、激发剂、粘结剂在水中混合，搅拌造粒，得到复合颗粒；