申请日2018.10.18
公开(公告)日2018.12.18
IPC分类号C02F3/00
摘要
本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种生物填料，包括以下组分：亲水基材、营养剂、附着填料、粘合剂和磁粉，所述亲水基材为聚乙烯醇和聚丙烯酞胺混合而成。该生物填料具有比表面积大、亲水性好、营养源缓释以及可制造磁性微电解环境的优点，对污水中的微生物的捕捉能力强，有利于菌落附着生长，可以对水中有机物具有良好絮凝吸附和氧化，进而形成结构致密的生物膜，可促进微生物生长和激活生物活性，缩短污水处理系统运行启动时间，减小滤池体积和减少占地面积。本发明还提供了一种上述生物填料的制备方法，以及应用该生物填料的污水处理系统。
权利要求书
1.一种生物填料，其特征在于，包括以下组分：亲水基材、营养剂、附着填料、粘合剂和磁粉，所述亲水基材为聚乙烯醇和聚丙烯酞胺混合而成。
2.如权利要求1所述的一种生物填料，其特征在于，所述营养剂为面粉、淀粉、明胶、甲壳素和琼脂糖中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的一种生物填料，其特征在于，所述附着填料为碳酸钡和碳酸氢钠、碳酸钙、耗壳粉、海藻酸钙和活性炭中的一种或多种。
4.如权利要求1所述的一种生物填料，其特征在于，所述粘合剂为聚氨酯溶液和高分子胶黏剂。
5.如权利要求1所述的一种生物填料，其特征在于，所述磁粉为四氧化三铁磁粉、锰锌铁氧体和镍锌铁氧体中的一种或多种。
6.如权利要求1所述的一种生物填料，其特征在于，生物填料中还包含有酶促活性调节剂。
7.如权利要求1-6中任一项所述的生物填料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将水溶性聚氨酯加入到沸水中进行溶解，得到水溶性聚氨酯溶液，然后加入马来酸酐、过氧化二异丙苯、明胶，充分混合，得到聚氨酯溶液中;
步骤二、将酶促活性调节剂、琼脂糖、甲壳素、高分子胶黏剂、磁粉加入到步骤一的聚氨酯溶液中，降温至22℃～25℃，固化后，得到初步填料一;
步骤三、将步骤二中的初步填料一与亲水基材、碳酸钡和碳酸氢钠、耗壳粉和海藻酸钙混合均匀，进行高温溶解造粒，再经过挤出成型，得到生物填料产品。
8.如权利要求7所述的生物填料的制备方法，其特征在于，在步骤一中，水溶性聚氨酯与沸水之间的重量比例为1：4～10。
9.如权利要求7所述的生物填料的制备方法，其特征在于，在步骤二中，在各组分混合后，降温至22℃～25℃，降温速度在1℃/min～5℃/min。
10.一种应用权利要求1-6中任一项所述的生物填料的污水处理系统，其特征在于，包括生化处理池(10)，所述生化处理池(10)内具有生物填料悬挂区(11)，所述生物填料悬挂区(11)内悬挂有生物填料(30)，所述生物填料(30)具有环形内板(31)和波纹外板(33)，所述环形内板(31)和波纹外板(33)之间设置有连接翅片(32)。
说明书
一种生物填料、生物填料的制备方法、污水处理系统
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种生物填料，以及该生物填料的制备方法，本发明还提供了一种应用该生物填料的污水处理系统。
背景技术
目前，公知的污水处理过程中填料主要是以增加填料比表面积，促进生物膜形成。水处理用的生物填料可以截留污水中的有机物，更重要的是提供微生物、菌群附着的“载体”，从而便于形成生物膜，利用菌落分解水体中的污染物质，进而降解水体中的污染物。填料作为微生物载体，是生物膜工艺的核心部分，其性能直接影响和制约污水处理效率。
现有技术中填料的种类多种多样，但在实际应用中，大部分填料通过聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯或聚酯等材料制成，其材料表面亲水性较差，导致生物填料表面润湿差、传质性能低、流化性差、微生物附着生长慢发育差，从而产生生物挂膜速度慢、挂膜薄，最终导致对水中有机物、硝基污染物处理能力差的问题。为此，设计一种新型生物填料，以改善现有的填料产品表面附着力，对提高污水处理效率，具有重要意义。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种生物填料，具有表面附着力好、使用寿命增加、填料挂膜快、生物膜生长更新良好的优点。
为实现上述目的，本发明实施例提供了一种生物填料，包括以下组分：亲水基材、营养剂、附着填料、粘合剂和磁粉，所述亲水基材为聚乙烯醇和聚丙烯酞胺混合而成。
作为上述技术方案的改进，所述营养剂为面粉、淀粉、明胶、甲壳素或琼脂糖中的一种或多种。
作为上述技术方案的改进，所述附着填料为碳酸钡和碳酸氢钠、碳酸钙、耗壳粉、海藻酸钙、活性炭中的一种或多种。
作为上述技术方案的改进，所述粘合剂为聚氨酯溶液和高分子胶黏剂。
作为上述技术方案的改进，所述磁粉为四氧化三铁磁粉、锰锌铁氧体和镍锌铁氧体中的一种或多种。
作为上述技术方案的改进，生物填料中还包含有酶促活性调节剂。
上述技术方案中的生物填料比表面积大，具有亲水性、营养源缓释、可制造磁性微电解环境，对污水中的微生物的捕捉能力强，有利于菌落附着生长，可以对水中有机物具有良好絮凝吸附和氧化性，进而形成结构致密的生物膜，可促进微生物生长和激活生物活性、可缩短污水处理系统运行启动时间，减小滤池体积和减少占地面积。
本发明实施例还提供了一种生物填料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将水溶性聚氨酯加入到沸水中进行溶解，得到水溶性聚氨酯溶液，然后加入马来酸酐、过氧化二异丙苯、明胶，充分混合，得到聚氨酯溶液中;
步骤二、将酶促活性调节剂、琼脂糖、甲壳素、高分子胶黏剂、磁粉加入到步骤一的聚氨酯溶液中，固化后，得到初步填料一;
步骤三、将步骤二中的初步填料一、亲水基材、碳酸钡和碳酸氢钠、耗壳粉和海藻酸钙混合均匀，进行高温溶解造粒，再经过挤出成型，得到生物填料产品。
作为上述技术方案的改进，在步骤一中，水溶性聚氨酯与沸水之间的重量比例为1：4～10。
作为上述技术方案的改进，在步骤二中，在各组分混合后，降温至 22℃～25℃，降温速度在1℃/min～5℃/min。
该制备方法将海藻酸钙、淀粉等生物亲和性物质和含亲水基团的聚乙烯醇、聚丙烯酞胺以及磁粉等引入高分子生物填料中，制备工艺简单，该生物填料在适当充磁后可成为生物亲和好的亲水活性磁种填料，散热性能高、阻力小、布气性能好、易挂膜，同时由于亲水基材的存在，能够抑制生物填料表面气泡的产生，有利于微生物的繁殖生长，载体的表面粗糙度大，是一种理想的水处理生物填料。
本发明还提供了一种应用上述生物填料的污水处理系统，包括生化处理池，所述生化处理池内具有生物填料悬挂区，所述生物填料悬挂区内悬挂有生物填料，所述生物填料具有环形内板和波纹外板，所述环形内板和波纹外板之间设置有连接翅片。
该污水处理系统设计了一种具体结构的生物填料和悬挂组件，该生物填料的结构设计增加了填料表面粗糙度，易挂膜并在水力冲撞下可以自行脱膜，在与悬挂组件结合使用后能够增加生物填料的固定的可靠性，保证在污水流动环境下生物填料正常使用。