申请日2008.12.18
公开(公告)日2009.05.27
IPC分类号C02F3/10
摘要
发泡挤出成型热塑性复合材料废水生物处理填料，采用PP、PE、PET、PS、PVC、PE/PS、或PE/PVC微孔/低发泡孔发泡，并填充2-60WT%的微米级/纳米级颗粒无机材料、木粉或秸秆粉颗粒，无机材料为碳酸钙、硫酸钙、硅藻土、蒙脱土、高岭土、滑石粉、石膏粉或凹凸棒土，微/纳米颗料的粒径为0.1-200微米，填充时无机材料经过耦联剂的表面活性处理，发泡孔径：发泡微孔孔径为1-20微米、低发泡孔径为20-150微米，填料控制比重在0.88-0.98的颗粒。
权利要求书
1、发泡挤出成型热塑性复合材料废水生物处理填料，其特征是采用PP、PE、PET、PS、PVC、 PE/PS、或PE/PVC微孔/低发泡孔发泡，并填充2-60WT%的微米级/纳米级颗粒无机材料、木粉或 秸杆粉颗粒，无机材料为碳酸钙、硫酸钙、硅藻土、蒙脱土、高岭土、滑石粉、石膏粉或凹凸棒 土，微/纳米颗料的粒径为0.1-200微米，填充时无机材料经过耦联剂的表面活性处理，发泡孔 径：发泡微孔孔径为1-20微米、低发泡孔径为20-150微米，填料控制比重在0.88-0.98的颗粒。
2、根据权利要求1所述的生物流动床污水处理填料，其特征是采用PP或PVC微孔发泡， 并填充20-45WT%的微米无机材料，微米无机材料为碳酸钙、硫酸钙或二者混和物，微孔孔径为 20-80微米，且为一种挤塑切割的颗粒;填料的截面的最大的一维尺寸为5-30mm，填料控制比重 在0.9-0.94。
3、根据权利要求1或2或者所述的生物流动床污水处理填料，其特征是填料距边1mm以内 的材料内部微孔孔径为1-30微米，距边1mm以上的材料内部微孔孔径为1mm以上30-150微米， 且是一种挤塑切割的颗粒。
4、根据权利要求1或2或者所述的生物流动床污水处理填料，其特征是所述填料颗粒的截 面结构如下述：设有1至n个中央微孔/低发泡实芯体和芯外周围连接的筋构成，中央微孔/低发 泡实芯体的总截面积为3.5-35平方毫米，而芯外周围筋均为窄边，窄边的宽度1.5毫米以内。
5、根据权利要求4或者所述的生物流动床污水处理填料，其特征是所述中央微孔/低发泡实 芯体的外环为大圆或矩形的结构，截面上中央微孔/低发泡实芯体与外环大圆或矩形有若干根筋相 连接。
6、根据权利要求4或者所述的生物流动床污水处理填料，其特征是上述填料颗粒的截面为 井字型或七个六边形的聚合结构、均设有中央微孔/低发泡实芯体，中间一个圆，圆中央为微孔/ 低发泡实芯体，外环绕相近直径的的四至五个圆的结构。
7、根据权利要求4或者所述的生物流动床污水处理填料，其特征是大圆或矩形外圈有垂直 的筋条伸出1-3.5mm，使角落处生长兼氧型微生物，填料中既长好氧，也生长厌氧兼氧型微生物。
8、根据权利要求4或者所述的生物流动床污水处理填料，其特征是设有4-8个微孔/低发泡 实芯体2.5-4mm和芯外连接4-8个圆形筋构成。
9、根据权利要求4或者所述的生物流动床污水处理填料，其特征是填料的截面尺寸为 5-40mm，中央微孔/低发泡实芯体的的形状一般采用圆形、矩形或表面为锯齿、波纹状的中央微 孔/低发泡实芯体。
10、生物流动床污水处理填料，其特征是采用PP，并填充5-15WT%的微米无机材料，微米 无机材料为碳酸钙、硫酸钙、硅藻土、蒙脱土、高岭土、滑石粉、石膏粉或凹凸棒土，挤塑成 0.2-.1.2mm的丝束。
说明书
发泡挤出成型热塑性复合材料废水生物处理用填料
一、技术领域
本发明涉及一种生物流动(移动)床(MBBR)污水处理填料。
二、背景技术
中国专利CN1740102公开了一体式絮凝生物流动床污水处理工艺，以集成一级强化技术和生 物流动床技术为目的，由絮凝反应池和缺氧反应池合并为一体组成絮凝生物脱氮反应池，通过在 絮凝生物脱氮反应池内投放悬浮填料，使反硝化细菌在其上集聚生长，并将好氧生物流动床出水 超越中间沉淀池回流，从而实现了化学絮凝与反硝化生物脱氮在同一个反应器中完成，避开了一 级强化技术和生物流动床技术之间直接串连存在矛盾的方面，同时减少了处理构筑物的数目，使 整个工艺更为简约和紧凑，实现对这两种技术的有机耦合，提出一种集约化的高效污水处理技术。
2006年北京化工大学学报公开了PVF悬浮填料的制备及其污水处理效果的研究，采用PVF 泡沫填料，污水处理时同时进行硝化反硝化反应，通过制备新型的高分子多孔载体—活性泡沫填 料，它是聚乙烯醇和甲醛的缩聚物(PVF)。其比表面积大、密度接近于水，具有良好的亲生物特 性，可作为悬浮填料在移动床工艺中为微生物提供附着生长的载体。研究表明，在复合式生物反 应器中加入不同活性炭质量分数的两种活性PVF泡沫填料处理模拟生活污水，其COD的去除率 在95%以上，氨氮的去除率为80%左右。在相同的工艺条件下活性炭质量分数为8%的PVF填料 COD的去除效果和反硝化效果更为理想。当两填料体系中COD与NH4-N的质量浓度比为20时， 两系统的同时硝化反硝化(SND)效果均为最理想。
CN1350984公开了水处理弹性亲水性塑料填料制备方法，在塑料中混入水溶性高分子材料， 改善材料表面亲水性能，制造具有亲水性表面的塑料材料用于制作水处理弹性填料，具体制备方 法：(1)按一定百分比称取常用塑料颗粒PP、PE、PVC或它们的混合物，水溶性高分子材料粉末 ——聚乙烯醇，聚丙烯酰胺或它们的混合物;无机粉末——石粉，二氧化钛粉末，二氧化硅粉末 等，并在混合器中混匀;(2)把上述混合物在注塑机中制成颗粒;(3)用上述制作的颗粒料，在注塑 机中，按填料不同规格要求，注塑成所需的有亲水表面的水和废水处理用填料。
CN1279213公开了一种用于水处理的活性填料，在高分子材料中加入生物活性物质制造成为 用于水处理的活性填料，这种活性填料中含有活性物质，能促进微生物在本活性填料上生长，快 速形成生物膜;能增大填料的实用表面积，进而增大微生物量，亦即提高了活性填料表观比表面 积的生物活性;物活性物质主要是淀粉、玉米粉类营养物质。
现有市场上典型的填料如龙泰环保(填料)有限公司专业生产各种环保水处理填料系采用PE 构成，其堆密度较高，生物挂膜生长的适宜性相对较差。
但现有公开的技术未能综合考虑填料的性能：包括亲水性(适合生物挂膜生长)，同时适合 好氧、兼氧和厌氧菌的生长，还有填料的比重，以及使用的材料成本和使用的耐久性等等。
兰、发明内容
本发明目的是提出一种生物流动床污水处理填料，尤其是润湿性好(适合生物挂膜生长)， 同时适合好氧、兼氧和厌氧菌的生长，还有填料的比重，外型以及使用的材料成本和使用的耐久 性等等。
生物流动床污水处理填料，采用PP、PE、PET、PS或PVC微孔发泡或上述材料的合金。 例：PE/PS、PE/PVC等，并填充2-60WT%的微米级/纳米级颗粒无机材料、木粉、秸杆粉等天然植 物纤维或颗粒，无机材料为碳酸钙、硫酸钙、硅藻土、蒙脱土、高岭土、滑石粉、石膏粉或凹凸 棒土等、微/纳米颗料的粒径为0.1-200微米，填充时无机材料可经过耦联剂的表面活性处理， 发泡孔径：发泡微孔孔径为1-20微米、低发泡孔径为20-100微米。
生物流动床污水处理填料的制备方法，按上述材料配比混合，将混合物经螺杆机挤出并经挤 塑机挤塑切成颗粒状填料(或直接挤塑成品)，按填料所要求的规格，挤塑成所需的具有表面润 湿性好的废水生物处理用填料。
生物流动床污水处理填料，PE或PVC微孔发泡，并填充3-60WT%的无机材料，微/纳米无 机材料为碳酸钙、硫酸钙，发泡微孔孔径为1-20微米、低发泡孔径为20-150微米，且是一种挤 塑切割的颗粒。控制比重在0.88-0.98，填料的截面的尺寸为。控制比重 最好在0.89-0.94。低发泡孔径至150微米甚至更大，这是由于发泡剂发泡的或然性决定的。
生物流动床污水处理填料挤塑切割的颗粒，表面以及1mm以内的材料内部微孔孔径亦可为 1-30微米，距边1mm以上的材料内部微孔孔径为30-100微米，且是一种挤塑切割的颗粒。
所述填料颗粒的截面结构如下述：设有一中央芯和芯外周围连接径向筋构成，中央芯的截面 积为12--115平方毫米，而芯外周围须均为窄边，窄边的宽度1.5毫米以内。中央芯的的形状一般 采用圆形或矩形。芯部外轮廓可以制成波纹状或锯齿状。
上述填料颗粒的截面的井字型或七个六边形的聚合结构、均设有中央芯，中间一个圆(中央 芯)外环绕相近直径的的四至五个圆的结构。中间芯(中央芯)外环大圆或矩形的结构，截面上 中间芯(中央芯)与外环大圆或矩形有若干根筋相连接。
大圆或矩形外圈有垂直的筋条伸出1-4.5mm，使角落处生长兼氧型微生物，填料中既可以生 长好氧，也可以生长厌氧兼氧型微生物。
上述设有连接筋条将相邻的筋条连接。
生物流动床污水处理填料，采用PP，并填充5-15WT%的微/纳米无机材料，微米无机材料为 碳酸钙、硫酸钙、硅藻土、蒙脱土、高岭土、滑石、石膏或凹凸棒土，挤塑成丝束。或经特殊工 艺可制成开孔型微孔中空纤维
本发明的有益效果是：本发明方法简单、易生产制作，加上模具处理使产品表面粗糙、且多 微孔，固其比表面积大，能改善填料表面润湿性能，更有利于微生物挂膜，可大大提高水处理系 统中微生物挂膜速度和牢度，便于生物膜法水处理系统的启动调试，提高系统处理的可靠性。
填料可以控制其比重，所设中央(分散)微泡实芯体的浮力可以保证其恒久悬浮，材料成本 适中、机械、化学性能稳定，正常使用寿命在六年以上。本发明与现有LINPOR等公司的填料相 比具有明显的优势。