申请日2013.01.11
公开(公告)日2013.04.24
IPC分类号C02F3/00
摘要
本发明涉及一种用于处理难降解废水的生物填料制作方法。将γ-聚谷氨酸钙以0.3%-0.5%添加量与聚丙烯混合后纺丝，得到纺粘法无纺布后，在150-160℃下热轧或用针刺或水刺工艺定型，得到用于处理难降解废水的生物填料;或将γ-聚谷氨酸钙以0.3%-0.5%添加量与聚丙烯混合后通过熔喷模头组合件挤压成熔体细流，再经拉伸冷却后通过滚筒式或平网式接收装置成网自粘，得到熔喷法无纺布，即为用于处理难降解废水的生物填料。本发明的用于处理难降解废水的生物填料具有生物可降解性、良好生物相容性、保水性强、对人体无毒害、微生物挂膜量大、耐冲击强、净化效率高等特性，可广泛用于处理难降解废水，与使用塑料注塑件或由化纤纱线编制成的生物填料相比，净化效率提高30%。
权利要求书
1.一种用于处理难降解废水的生物填料制作方法，其特征是：先将成纤高聚物熔 融，再将生物高分子化合物超细颗粒加入熔融后的成纤高聚物中，生物高分子化合物超 细颗粒的添加量为成纤高聚物重量的0.3%-0.5%;混和得到纺丝熔体;然后，纺丝熔体通 过喷丝孔挤出，形成熔体细流;熔体细流冷却固化，形成初生纤维;初生纤维经冷却拉 伸成网，得到纺粘法无纺布，即为填料预制品，最后，将填料预制品在150-160℃热轧或 用针刺或水刺工艺定型，即为用于处理难降解废水的生物填料;
上述纺粘法无纺布的重量为50-800克/平方米;
上述成纤高聚物为聚丙烯，熔融指数为32～38g/10min;
上述生物高分子超细颗粒为γ-聚谷氨酸钙,其重均分子量为10万-70万，颗粒直 径为100-300nm。
2.一种用于处理难降解废水的生物填料制作方法，其特征是：先将熔融指数为32～ 38g/10min的成纤高聚物聚丙烯熔融，再将生物高分子化合物超细颗粒加入熔融后的聚 丙烯中，生物高分子化合物超细颗粒为γ-聚谷氨酸钙,其重均分子量为10万-70万，颗 粒直径为100-300nm，γ-聚谷氨酸钙的添加量为聚丙烯重量的0.3%-0.5%，混合后通过 熔喷模头组合件，挤压，形成熔体细流，熔体细流经拉伸冷却后通过滚筒式或平网式接 收装置成网自粘，得到熔喷法无纺布，即为用于处理难降解废水的生物填料;
上述熔喷法无纺布的重量为50-200克/平方米。
3.一种用权利要求1或2所述制作方法得到的用于处理难降解废水的生物填料，是 以成纤高聚物聚丙烯为主体，添加生物高分子化合物超细颗粒γ-聚谷氨酸钙混和后采用 纺粘或熔喷法制备而成。
说明书
一种用于处理难降解废水的生物填料制作方法
技术领域
本发明涉及一种用于处理难降解废水的生物填料制作方法，具体是一种用于处理难 降解废水的挂膜量大的生物填料制作方法，属于废水处理技术领域。
背景技术
在难降解废水生物处理装置中，微生物的增殖速度及驯化速度都较慢。为了向微生 物提供大量可供栖息的表面积和有利的环境，使生物反应池内的微生物量迅速增加，水 处理工艺一般采用向生物反应池中投加生物填料(微生物载体)的方式来实现。投加生 物填料后可以改变生物反应系统内的微生物种类、生物链、微生物存在方式及基质的分 配与传质方式，并且可以成倍提高生物反应池耐冲击负荷能力，提升净化效率，使出水 水质更好。
目前市场上所用的生物填料大多为塑料注塑件或由化纤纱线编制成的挂件，这些填 料虽然能表面挂膜(附着微生物)，但由于材料自身缺乏与微生物结合的亲合性，因此这 些填料的挂膜速度及承受的微生物(挂膜)的量有限，并且在处理难降解废水时，微生 物不能够有效被截留在生物反应池内，废水分离过程微生物被带出生物反应池，使生物 反应池内微生物增殖速度低于流失速度，使难降解废水处理过程中不能实现微生物的快 速、有效富集，影响了生物反应池的处理能力。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于处理难降解废水的生物填料的制作方法，该生物填料 挂膜量大，可以提高生物反应池耐冲击负荷能力，提升净化效率，使出水水质更好。
为了达到上述目的，本发明长期对生物填料和微生物的研究发现，制作成为生物填 料的材料自身如果缺乏与微生物结合的亲合性，那么生物填料表面附着的微生物量就不 能够有效截留在生物反应池内。经过无数次的实验，本发明采用成纤高聚物为主体，添 加生物高分子化合物超细颗粒，混和纺丝成纤，并以非织造(纺粘或熔喷法)形式制成 无纺布，即为用于处理难降解废水的生物填料。具体工艺是：
先将成纤高聚物熔融，再将生物高分子化合物超细颗粒加入熔融后的成纤高聚物中， 生物高分子化合物超细颗粒的添加量为成纤高聚物重量的0.3%-0.5%;混和得到纺丝熔 体;然后，纺丝熔体通过喷丝孔挤出，形成熔体细流;熔体细流冷却固化，形成初生纤 维;初生纤维经冷却拉伸成网得到纺粘法无纺布，即为填料预制品，最后，将填料预制 品在150-160℃热轧或针刺或水刺工艺定型，即为用于处理难降解废水的生物填料;纺粘 法无纺布重量为50-800克/平方米。
或将生物高分子材料γ-聚谷氨酸钙以0.3%-0.5%添加量与成纤高聚物聚丙烯混合得 到熔融的高聚混合物，然后通过熔喷模头组合件将熔融的高聚混合物挤压成熔体细流， 经拉伸冷却后通过滚筒式或平网式接收装置成网自粘，得到熔喷法无纺布，即为用于处 理难降解废水的生物填料;熔喷法无纺布重量为50-200克/平方米。
上述成纤高聚物为聚丙烯，该聚丙烯的熔融指数为32～38g/10min;
上述生物高分子超细颗粒为γ-聚谷氨酸钙,其重均分子量为10万-70万，颗粒直径 为100-300nm。
一种用上述两种制作方法得到的用于处理难降解废水的生物填料，是以成纤高聚物 聚丙烯为主体，添加生物高分子化合物超细颗粒γ-聚谷氨酸钙混和后采用纺粘或熔喷法 制备而成。
本发明的优点和效果是：
1.由于本发明的生物填料是以成纤高聚物为主体，添加γ-聚谷氨酸钙混和、纺丝、 定型制成，其中γ-聚谷氨酸是由地衣杆菌、枯草芽孢杆菌等菌种发酵法制得的生物高分 子材料，γ-聚谷氨酸钙是利用γ-聚谷氨酸具有与金属钙离子络合的特性得到的，所以 本发明的生物填料具有生物可降解性、良好生物相容性、保水性强(最大自然吸水倍数 可达到1108.4倍)、对人体无毒害，微生物挂膜量大等特性。
2.由于组成本发明的生物填料的γ-聚谷氨酸钙自身的多肽结构以及分子链中富有 的羧基和氨基与微生物的生理特性极为相似，极易与微生物共生;γ-聚谷氨酸钙与成纤 高聚物熔纺后，γ-聚谷氨酸钙被生物降解后留出的空间(空穴)为后续的微生物生长提 供空间，增加填料上活性微生物的量，因此本发明的生物填料的挂膜量大。
3.由于本发明的生物填料是用成纤高聚物作为基础骨架，成纤高聚物赋予生物填料 在使用过程中基本强度和形态不变;γ-聚谷氨酸钙被生物降解后增加成纤高聚物预留空 间，提升填料内部比表面面积，与现有的生物填料相比具有微生物挂摸量大，有很高的 耐冲击负荷能力和净化效率，使出水水质更好。