一种用于废水处理厌氧池的改性生物载体.pdf

本发明提出了一种用于废水处理厌氧池的改性生物载体，所用基础料为高密度聚乙烯，改性功能料为活性氧化铝、铁粉、焦炭，辅料为滑石粉。本发明所提供的用于废水处理厌氧池的改性生物载体密度在0.93～1.05g/cm3；表面粗糙、比表面积大、抗冲击性强，在水中能防止载体外表面附着的微生物膜因载体间摩擦而脱落；该生物载体与污水的接触角小，提高了载体的亲水性，使微生物更容易附着在载体上；该生物载体含有生物酶的增强性成分，促进生物酶的催化作用，生物活性高，新陈代谢快，能显著提高水中污染物的分解能力；该生物载体含有抗紫外线成分，使用寿命30年以上，无需更换和维护。

权利要求书
1.  一种用于废水处理厌氧池的改性生物载体，其特征在于：该用于废水处理厌氧池的改性生物载体是由如下重量百分比的组分组成，其中基础料：高密度聚乙烯为90～95％；辅料：滑石粉为0.2～1％；改性功能料：活性氧化铝为2～6％、铁粉为0.5～3％、焦炭为0.5～3％。

2.  根据权利要求1所述的用于废水处理厌氧池的改性生物载体，其特征在于：该用于废水处理厌氧池的改性生物载体的密度为0.93～1.05g/cm3。

3.  根据权利要求1所述的用于废水处理厌氧池的改性生物载体，其特征在于：该用于废水处理厌氧池的改性生物载体的抗冲击强度为70～75KJ/m2。

4.  根据权利要求1所述的用于废水处理厌氧池的改性生物载体，其特征在于：该用于废水处理厌氧池的改性生物载体的拉伸强度为26～30MPa。

5.  根据权利要求1所述的用于废水处理厌氧池的改性生物载体，其特征在于：该用于废水处理厌氧池的改性生物载体的接触角为63～67°。

说明书一种用于废水处理厌氧池的改性生物载体
技术领域
本发明涉及一种用于废水处理的生物载体，特别涉及一种用于废水处理厌氧池的改性生物载体。
背景技术
生物膜移动床法因其具有运行稳定、抗高负荷冲击、经济节能等优点被广泛应用在污水处理工艺中。而生物膜移动床法的核心技术是生物膜载体，生物膜载体的特性决定了移动床生物膜法处理工艺的效率。但是，目前生产的生物膜载体大多采用聚乙烯、聚丙烯等高分子树脂材料直接制成，因此，所生产的生物载体生物亲和性差、载体外表面生物膜易脱落、氨氮的去除率低。
高密度聚乙烯具有良好的耐热性和耐寒性，化学稳定性好，还具有较高刚性和韧性，机械强度好。最近，公开号为CN1762851A、CN101066800A及公布号为CN102887591A的专利公开了用高密度聚乙烯材料为基础料，添加改性功能料制备生物载体，所制得的生物载体虽然具有粗糙度和比表面积大、使用寿命长等优点，但也存在着生物载体挂膜所需时间长、载体外表面不易挂膜等不足。
本发明的目的是提供一种具有表面生物亲和性、抗冲击强度和拉伸强度高、载体外表面生物膜不易脱落、挂膜所需时间短，同时能提高市政污水、工业废水和水产养殖水厌氧池中污染物去除率的表面改性的生物载体。
发明内容
本发明的用于废水处理厌氧池的改性生物载体是由如下重量百分比的原料组成，其中基础料：高密度聚乙烯为90～95％；辅料：滑石粉为0.2～1％；改性功能料：活性氧化铝为2～6％、铁粉为0.5～3％、焦炭为0.5～3％。
本发明所述的用于废水处理厌氧池的改性生物载体的制备方法为：
①按照上述重量百分比称取原料，将其进行均匀混合。
②将挤出机升温，机身温度达到135℃，机头温度达到130℃。
③将混合后的原料送入挤出机筒内，随着挤出机螺杆的转动原料被强制推向机头方向。
④从机头模具口挤出具有一定形状的产品，经定径、冷却定塑、切割定型即可得到灰黑色内部为十字支撑架的圆柱体，最好柱面的横截面积为齿形。
本发明所述的用于废水处理厌氧池的改性生物载体的密度为0.93～1.05g/cm3，优选的密度为0.97g/cm3；抗冲击强度为70～75KJ/m2，优选的抗冲击强度为72KJ/m2；拉伸强度为 26～30MPa，优选的拉伸强度为28MPa；
本发明所述的用于废水处理厌氧池的改性生物载体的接触角为63～67°。
本发明所述的用于废水处理厌氧池的改性生物载体投加到市政污水厌氧生物处理系统中，挂膜所需时间为27～33天。
本发明所述的用于废水处理厌氧池的改性生物载体投加到市政污水厌氧生物处理系统中，其中BOD容积负荷1.5kg/m3*d、COD容积负荷3kg/m3*d、氨氮容积负荷0.3kg/m3*d、总氮容积负荷0.8kg/m3*d、总磷容积负荷0.12kg/m3*d的条件下，用于废水处理厌氧池的改性生物载体外表面生物膜的厚度为10～40μm，内表面膜的厚度为200～400μm；BOD去除率为95～97％、COD去除率为90～93％、氨氮去除率为99％以上、总氮去除率为80～85％、总磷去除率为80～85％。
本发明所述的用于废水处理厌氧池的改性生物载体投加到水产养殖水厌氧生物处理系统中，其中进水COD容积负荷0.05kg/m3*d，氨氮容积负荷0.005kg/m3*d的条件下，COD的去除率为60～70％，氨氮的去除率为98％以上。
本发明所述的用于废水处理厌氧池的改性生物载体投加到工业废水厌氧生物处理系统中，其中进水COD容积负荷2.5kg/m3*d，苯酚容积负荷1.0kg/m3*d的条件下，苯酚的去除率为99％以上，COD的去除率为95％以上。
本发明的效果在于：
①本发明所述的用于废水处理厌氧池的改性生物载体与污水的接触角小，提高了载体的亲水性，使微生物更容易附着在载体上。
②本发明所述的用于废水处理厌氧池的改性生物载体含有生物酶的增强性成分，促进生物酶的催化作用，附着的生物活性高，新陈代谢快，能显著提高水中污染物的分解能力。
③本发明所述的用于废水处理厌氧池的改性生物载体比表面积大、吸附性极强，在水中能防止载体外表面附着的微生物膜因载体间摩擦而脱落。
④本发明所述的用于废水处理厌氧池的改性生物载体的密度在0.93～1.05g/cm3，挂膜后生物载体在水中轻微的搅动就可以均匀流化，大大降低了能耗。
⑤本发明所述的用于废水处理厌氧池的改性生物载体在高容积负荷下，具有高效的除磷脱氮功能。
⑥本发明所述的用于废水处理厌氧池的改性生物载体含有抗紫外线成分，使用寿命30年以上，无需更换和维护。
具体实施方式
实施例子1
取细度在100目以上的滑石粉0.5kg、活性氧化铝3.5kg、铁粉2kg、焦炭2kg混合，再加入高密度聚乙烯72kg，混合均匀后送入挤出桶内，将挤出机升温，机身温度达到135℃，机头温度达到130℃。即可制成本发明所述的用于废水处理厌氧池的改性生物载体。
将本实施例所制备的用于废水处理厌氧池的改性生物载体同纯高密度聚乙烯直接制得的生物载体进行密度、接触角、抗冲击强度和拉伸强度的对比，对比结果如下

实施例子2
取细度在100目以上的滑石粉0.2kg、活性氧化铝2.8kg、铁粉1.5kg、焦炭1.5kg混合，再加入高密度聚乙烯74kg，混合均匀后送入挤出桶内，将挤出机升温，机身温度达到135℃，机头温度达到130℃。即可制成本发明所述的用于废水处理厌氧池的改性生物载体。
将本实施例所制备的用于废水处理厌氧池的改性生物载体同纯高密度聚乙烯直接制得的生物载体进行密度、接触角、抗冲击强度和拉伸强度的对比，对比结果如下

实施例子3
取细度在100目以上的滑石粉0.2kg、活性氧化铝2.8kg、铁粉1.5kg、焦炭1.5kg混合，再加入高密度聚乙烯74kg，混合均匀后送入挤出桶内，将挤出机升温，机身温度达到135℃，机头温度达到130℃。即可制成本发明所述的用于废水处理厌氧池的改性生物载体。
对本实施例所制备的用于废水处理厌氧池的改性生物载体进行生物膜厚度和除磷脱氮功能测定，投加到市政污水厌氧生物处理系统中，其中BOD容积负荷1.5kg/m3*d，COD容积负荷3kg/m3*d，氨氮容积负荷0.3kg/m3*d，总氮容积负荷0.8kg/m3*d，总磷容积负荷0.12kg/m3*d。在上述负荷下，用不低于100倍直接显微镜法测得该改性生物载体外表面生物膜的厚度为16μm、内表面膜的厚度为280μm；COD去除率为92％，BOD去除率为95％，氨氮去除率为99％，总氮去除率为81％，总磷去除率为82％。
实施例子4
取细度在100目以上的滑石粉0.5kg、活性氧化铝3.5kg、铁粉2kg、焦炭2kg混合，再加入高密度聚乙烯72kg，混合均匀后送入挤出桶内，将挤出机升温，机身温度达到135℃，机头温度达到130℃。即可制成本发明所述的用于废水处理厌氧池的改性生物载体。
对本实施例所制备的用于废水处理厌氧池的改性生物载体进行生物膜厚度和除磷脱氮功能测定，投加到市政污水厌氧生物处理系统中，其中BOD容积负荷1.5kg/m3*d，COD容积负荷3kg/m3*d，氨氮容积负荷0.3kg/m3*d，总氮容积负荷0.8kg/m3*d，总磷容积负荷0.12kg/m3*d。在上述负荷下，用不低于100倍直接显微镜法测得该改性生物载体外表面生物膜的厚度为39μm、内表面膜的厚度为330μm；COD去除率为92％，BOD去除率为96％，氨氮去除率为99.7％，总氮去除率为83％，总磷去除率为85％。
实施例子5
取细度在100目以上的滑石粉0.2kg、活性氧化铝1.8kg、铁粉1kg、焦炭1kg混合，再加入高密度聚乙烯76kg，混合均匀后送入挤出桶内，将挤出机升温，机身温度达到135℃，机头温度达到130℃。即可制成本发明所述的用于废水处理厌氧池的改性生物载体。
将本实施例所制备的用于废水处理厌氧池的改性生物载体同纯高密度聚乙烯直接制得的生物载体分别投加到市政污水厌氧生物处理系统中，纯高密度聚乙烯直接制得的生物载体挂膜所需时间为45天，本实施例所制备的用于废水处理厌氧池的改性生物载体挂膜所需时间为30天。挂膜所需时间缩短了15天，说明本发明所制得的用于废水处理厌氧池的改性生物载体具有很好的挂膜性能。
实施例子5
取细度在100目以上的滑石粉0.5kg、活性氧化铝3.5kg、铁粉2kg、焦炭2kg混合，再加入高密度聚乙烯72kg，混合均匀后送入挤出桶内，将挤出机升温，机身温度达到135℃，机头温度达到130℃。即可制成本发明所述的用于废水处理厌氧池的改性生物载体。
将本实施例所制备的用于废水处理厌氧池的改性生物载体投加到工业废水厌氧生物处理系统中，其中进水COD容积负荷2.5kg/m3*d，苯酚容积负荷1.0kg/m3*d的条件下，COD的去 除率为96％，苯酚的去除率为99％。
实施例子6
取细度在100目以上的滑石粉0.2kg、活性氧化铝1.8kg、铁粉1kg、焦炭1kg混合，再加入高密度聚乙烯76kg，混合均匀后送入挤出桶内，将挤出机升温，机身温度达到135℃，机头温度达到130℃。即可制成本发明所述的用于废水处理厌氧池的改性生物载体。
将本实施例所制备的用于废水处理厌氧池的改性生物载体投加到水产养殖水厌氧生物处理系统中，其中进水COD容积负荷0.05kg/m3*d，氨氮容积负荷0.005kg/m3*d的条件下，COD的去除率为67％，氨氮的去除率为98％。