改性mbbr懸浮生物填料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種改性MBBR懸浮生物填料，屬于環(huán)境工程學(xué)科中的污水處理
技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著城市的不斷發(fā)展，新興行業(yè)的不斷涌現(xiàn)，加速了環(huán)境污染的惡化。特別是國(guó)家 加大對(duì)工業(yè)污染治理力度，提高了污水排放標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)有的處理技術(shù)已很難滿足新標(biāo)準(zhǔn)的要 求。因此我國(guó)的水處理行業(yè)也在根據(jù)大環(huán)境的發(fā)展需要，加速新技術(shù)的開(kāi)發(fā)和研究，以適應(yīng) 日益嚴(yán)峻的環(huán)境要求。近年來(lái)，污水處理中運(yùn)用生物膜技術(shù)來(lái)解決污水升級(jí)達(dá)標(biāo)要求，以緩 解企業(yè)的水處理壓力及污水對(duì)人們生活環(huán)境的污染。生物膜法中，填料為微生物賴以棲息 的場(chǎng)所，其性能直接影響著處理效果和投資。目前，國(guó)內(nèi)常用的填料是蜂窩填料、軟性填料、 半軟性填料及復(fù)合填料等固定型填料，但這些填料使用中經(jīng)常遇到堵塞、結(jié)團(tuán)、板結(jié)等問(wèn) 題，影響了生物處理效果。且上述填料均需安裝在輔助支架上，造成填料安裝、更換等諸多 不便。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)的填料產(chǎn)品在實(shí)際應(yīng)用中存在著一定的問(wèn)題，由于比表面積小，親水性 能和生物親和性較差，導(dǎo)致在掛膜速度、掛膜量及膜與填料的緊密度方面存在不足;其次， 由于污染負(fù)荷較低，微生物生長(zhǎng)受限制，生長(zhǎng)速度緩慢，也導(dǎo)致不易于生物掛膜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明目的是提供一種改性MBBR懸浮生物填料，該改性MBBR懸浮生物填料掛膜速 度快，不易脫落，處理效率高，適用于污水中低濃度有機(jī)物與氨氮的處理，低濃度有機(jī)廢水， 本發(fā)明的生物填料具有極強(qiáng)的親水性及生物親和性，且填料本身對(duì)生物膜具有很強(qiáng)的吸附 強(qiáng)度，有利于填料載體上生物量的截留與累積，因此能較好的適應(yīng)低濃度條件下的廢水處 理；同時(shí)，提供一種上述改性MBBR懸浮生物填料的制備方法。
[0005] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的第一技術(shù)方案是:一種改性MBBR懸浮生物填料，所 述改性MBBR懸浮生物填料由以下重量份的組分組成： 高密度聚乙烯 65~75份， 熟石灰 5~15份， 陶氏粉末活性炭 5~20份， 輕質(zhì)碳酸鈣 6~10份， 馬來(lái)酸酐 3~5份， 過(guò)氧化二異丙苯 0.2~0.6份， 明膠 1.5~3份， 甲殼素 1~2份， 磁粉 0.5~2份； 所述改性MBBR懸浮生物填料的密度為0.96~0.98g/cm3。
[0006] 上述技術(shù)方案中進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案如下： 作為優(yōu)選，所述磁粉為四氧化三鐵磁、錳鋅鐵氧體和鎳鋅鐵氧體中的至少一種。
[0007] 作為優(yōu)選，所述熟石灰與陶氏粉末活性炭和輕質(zhì)碳酸鈣按照1:1.2:0.9重量份混 合。
[0008] 本發(fā)明采用的第二技術(shù)方案是:一種用于上述的改性MBBR懸浮生物填料的制備方 法，包括以下步驟： 步驟一、取馬來(lái)酸酐3~5份、過(guò)氧化二異丙苯0.2~0.6份，用2.5千克丙酮將它們?nèi)芙庵?成丙酮溶液，置于混合機(jī)中； 步驟二、再向混合機(jī)中加入高密度聚乙烯65~75份、熟石灰5~15份、陶氏粉末活性炭5~ 20份、輕質(zhì)碳酸鈣6~10份、明膠1.5~3份、甲殼素1~2份和磁粉0.5~2份均勻混合，取出后置于 敞開(kāi)的容器內(nèi)讓丙酮自然揮發(fā)，使之成為固體； 步驟三、將上述固體物料投入雙螺桿擠出機(jī)中，熔融擠出造粒； 步驟四、將上面造出的顆粒投入45型單螺桿擠出機(jī)中，通過(guò)擠出模具擠壓成型，得到的 填料為圓筒，其內(nèi)設(shè)軸向交叉加強(qiáng)筋、圓筒外壁上設(shè)軸向放射狀翅片。
[0009] 上述技術(shù)方案中進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案如下： 作為優(yōu)選，所述將磁粉、陶氏粉末活性炭、熟石灰均進(jìn)行粉碎，粉碎后目數(shù)大于200 目。
[0010] 由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)和效果： 1、本發(fā)明改性MBBR懸浮生物填料及其制備方法，其掛膜速度快，不易脫落，處理效率 高，適用于污水中低濃度有機(jī)物與氨氮的處理，低濃度有機(jī)廢水，本發(fā)明的生物填料具有極 強(qiáng)的親水性及生物親和性，且填料本身對(duì)生物膜具有很強(qiáng)的吸附強(qiáng)度，有利于填料載體上 生物量的截留與累積，其氨氮去除率超過(guò)92%，C0D去除率超過(guò)78%，因此能較好的適應(yīng)低濃 度條件下的廢水處理。
[0011] 2、本發(fā)明改性MBBR懸浮生物填料及其制備方法，其在高密度聚乙烯65~75份、輕質(zhì) 碳酸f丐6~10份、馬來(lái)酸酐3~5份中進(jìn)一步添加過(guò)氧化二異丙苯0.2~0.6份、明膠1.5~3份和磁 粉0.5~2份，既有利于填料帶有較強(qiáng)磁性形成磁化效應(yīng)，提高廢水中污染物轉(zhuǎn)化速度和效 率，產(chǎn)生吸附力，增加填料表面的吸附量;同時(shí)，過(guò)氧化二異丙苯0.2~0.6份、明膠1.5~3份可 提高微生物的活性，水中微生物經(jīng)磁化作用后，適應(yīng)生存下來(lái)的微生物具有更大的增殖和 代謝能力，使得有機(jī)污染物在弱磁場(chǎng)的作用下，通過(guò)磁力鍵、磁力、洛侖茲力和磁致膠體效 應(yīng)等作用經(jīng)磁聚、吸附、富集到磁性生物填料表面;氧是順磁性物質(zhì)，曝氣時(shí)會(huì)在磁場(chǎng)作用 下被吸附到生物填料附近，增大填料表面的氧濃度，促進(jìn)好氧生物的繁殖，另外弱磁場(chǎng)還具 有誘導(dǎo)微生物的活性和酶活性的作用;再次，其采用明膠1.5~3份和甲殼素1~2份搭配使用， 使得生物載體，縮短掛膜周期，并增強(qiáng)生物膜吸附強(qiáng)度，不易脫落。
[0012] 3、本發(fā)明改性MBBR懸浮生物填料及其制備方法，在填料組分中進(jìn)一步添加陶氏粉 末活性炭5~20份，使得填料具有優(yōu)良的吸附能力，能使生物細(xì)胞和有機(jī)物吸附固體表面，造 成局部空間的高氧化速率，突破原有濃度平衡的界限，延長(zhǎng)微生物與有機(jī)物的接觸時(shí)間，使 有機(jī)物被迅速、徹底降解，生物的氧化又使活性炭表面吸附能力得到恢復(fù)。
[0013] 4、本發(fā)明改性MBBR懸浮生物填料及其制備方法，在填料組分中進(jìn)一步熟石灰，改 善填料的比重，讓?xiě)腋∈教盍媳戎亟咏谋戎兀蟠蠼档蛣?dòng)力攪拌能耗，提高填料的功 效。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述： 實(shí)施例1~4: 一種改性MBBR懸浮生物填料，所述改性MBBR懸浮生物填料由以下重量份的 組分組成，如表1所示： 表1
上述改性MBBR懸浮生物填料的密度為0.96~0.98g/cm3。
[0015] 上述熟石灰與陶氏粉末活性炭和輕質(zhì)碳酸鈣按照1:1.2:0.9重量份混合。
[0016] 一種用于上述改性MBBR懸浮生物填料的制備方法，包括以下步驟： 步驟一、取馬來(lái)酸酐3~5份、過(guò)氧化二異丙苯0.2~0.6份，用2.5千克丙酮將它們?nèi)芙庵?成丙酮溶液，置于混合機(jī)中； 步驟二、再向混合機(jī)中加入高密度聚乙烯65~75份、熟石灰5~15份、陶氏粉末活性炭5~ 20份、輕質(zhì)碳酸鈣6~10份、明膠1.5~3份、甲殼素1~2份和磁粉0.5~2份均勻混合，取出后置于 敞開(kāi)的容器內(nèi)讓丙酮自然揮發(fā)，使之成為固體； 步驟三、將上述固體物料投入雙螺桿擠出機(jī)中，熔融擠出造粒； 步驟四、將上面造出的顆粒投入45型單螺桿擠出機(jī)中，通過(guò)擠出模具擠壓成型，得到的 填料為圓筒，其內(nèi)設(shè)軸向交叉加強(qiáng)筋、圓筒外壁上設(shè)軸向放射狀翅片。
[0017] 比較例1 采用與實(shí)施例1相同的制備方法，不同之處在于:產(chǎn)品組成中不加入熟石灰。得到懸浮 填料產(chǎn)品E，密度為0.92kg/L。
[0018] 比較例2 采用與實(shí)施例1相同的制備方法，不同之處在于:產(chǎn)品組成中不加入磁粉。得到懸浮填 料產(chǎn)品F，密度為0.958kg/L。
[0019] 比較例3 采用與實(shí)施例1相同的制備方法，不同之處在于:產(chǎn)品組成中不加入陶氏活性碳。得到 懸浮填料產(chǎn)品G，密度為0.98kg/L。
[0020] 取相同量的實(shí)施例1~4和比較例1~3獲得的產(chǎn)品依次為A、B、C、D、E、F、G放入水中 浸泡，時(shí)間為5小時(shí)，然后取出靜置30min，測(cè)定含水率。產(chǎn)品A、B、C、D、E、F、G的含水率分 別為17.5、17.8、17.6、17.8、11.8、12.5、13.2。用接觸角測(cè)定儀進(jìn)行測(cè)量計(jì)算，產(chǎn)品A、B、 C、D、E、F、G的接觸角分別為62°、61°、63°、62°、73°、75°、82°。結(jié)果表明本發(fā)明制備的懸浮生 物填料的親水性能得到較大的提高。
[0021] 取相同量的實(shí)施例和比較例獲得的產(chǎn)品六3、(：、0』、？、6，置于5個(gè)平行的生物反應(yīng) 器進(jìn)行試驗(yàn)。污泥和廢水為某化工污水處理裝置生化出水，其中試驗(yàn)在移動(dòng)床生物膜反應(yīng) 器中進(jìn)行，懸浮填料填充率為40%，pH為6.3-7.6，溫度為20-30 °C，C/N/P=100:5:1，D0=1.5~ 3mg/L的條件下，C0D為200mg/L，氨氮為50mg/L，水力停留時(shí)間5h，結(jié)果如表1所示。
[0022]表2填料A-E的試驗(yàn)結(jié)果
由表2可見(jiàn)，本發(fā)明方法制備的生物填料掛膜時(shí)間明顯縮短，C0D和氨氮的去除率明顯 提尚。
[0023]上述實(shí)施例只為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人 士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明 精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種改性MBBR懸浮生物填料，其特征在于：所述改性MBBR懸浮生物填料由以下重量 份的組分組成： 高密度聚乙烯 65~75份， 熟石灰 5~15份， 陶氏粉末活性炭 5~20份， 輕質(zhì)碳酸鈣 6~10份， 馬來(lái)酸酐 3~5份， 過(guò)氧化二異丙苯 0.2~0.6份， 明膠 1.5~3份， 甲殼素 1~2份， 磁粉 0.5~2份； 所述改性MBBR懸浮生物填料的密度為0.96~0.98g/cm3。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性MBBR懸浮生物填料，其特征在于:所述磁粉為四氧化三鐵 磁、錳鋅鐵氧體和鎳鋅鐵氧體中的至少一種。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性MBBR懸浮生物填料，其特征在于:所述熟石灰與陶氏粉末 活性炭和輕質(zhì)碳酸鈣按照1:1.2:0.9重量份混合。4. 一種用于權(quán)利要求1所述的改性MBBR懸浮生物填料的制備方法，其特征在于:包括以 下步驟： 步驟一、取馬來(lái)酸酐3~5份、過(guò)氧化二異丙苯0.2~0.6份，用2.5千克丙酮將它們?nèi)芙庵?成丙酮溶液，置于混合機(jī)中； 步驟二、再向混合機(jī)中加入高密度聚乙烯65~75份、熟石灰5~15份、陶氏粉末活性炭5~ 20份、輕質(zhì)碳酸鈣6~10份、明膠1.5~3份、甲殼素1~2份和磁粉0.5~2份均勻混合，取出后置于 敞開(kāi)的容器內(nèi)讓丙酮自然揮發(fā)，使之成為固體； 步驟三、將上述固體物料投入雙螺桿擠出機(jī)中，熔融擠出造粒； 步驟四、將上面造出的顆粒投入45型單螺桿擠出機(jī)中，通過(guò)擠出模具擠壓成型，得到的 填料為圓筒，其內(nèi)設(shè)軸向交叉加強(qiáng)筋、圓筒外壁上設(shè)軸向放射狀翅片。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的改性MBBR懸浮生物填料的制備方法，其特征在于：所述將磁 粉、陶氏粉末活性炭、熟石灰均進(jìn)行粉碎，粉碎后目數(shù)大于200目。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種改性MBBR懸浮生物填料，所述改性MBBR懸浮生物填料由以下重量份的組分組成：高密度聚乙烯65~75份、熟石灰5~15份、陶氏粉末活性炭5~20份、輕質(zhì)碳酸鈣6~10份、馬來(lái)酸酐3~5份、過(guò)氧化二異丙苯0.2~0.6份、明膠1.5~3份、甲殼素1~2份、磁粉0.5~2份；所述改性MBBR懸浮生物填料的密度為0.96～0.98g/cm3。本發(fā)明掛膜速度快，不易脫落，處理效率高，適用于污水中低濃度有機(jī)物與氨氮的處理，低濃度有機(jī)廢水，本發(fā)明的生物填料具有極強(qiáng)的親水性及生物親和性，且填料本身對(duì)生物膜具有很強(qiáng)的吸附強(qiáng)度，有利于填料載體上生物量的截留與累積。
【IPC分類】C02F3/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105621594
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610051034
【發(fā)明人】唐新亮, 況定文, 宋小林, 陳怡 , 溫文鵬
【申請(qǐng)人】蘇州科環(huán)環(huán)?？萍加邢薰?br>【公開(kāi)日】2016年6月1日
【申請(qǐng)日】2016年1月27日