一種新型免燒結(jié)快速掛膜生物填料及其制備方法，涉及一種生物填料及其制備方法。本發(fā)明專利技術(shù)是要解決現(xiàn)有生物填料在水處理過程中掛膜時間長，出水水質(zhì)差，制備工藝耗能大，污染環(huán)境的技術(shù)問題。本發(fā)明專利技術(shù)的生物填料由海泡石，麥飯石，水泥，聚乙烯醇，海藻酸鈉，過氧化氫，氯化鐵，硫酸錳，氯化鈷和瓊脂制成。方法為：一、將聚乙烯醇和海藻酸鈉加熱溶解，冷卻后加入過氧化氫混勻，得到液體混合物；二、將液體混合物與其它固體成分混合制粒，常溫放置，烘干篩分，經(jīng)高壓低溫養(yǎng)護，恒溫蒸養(yǎng)，常溫冷卻，即得。本發(fā)明專利技術(shù)的生物填料與普通陶粒相比，掛膜時間短，出水水質(zhì)好，表面粗糙，有利于微生物生長。本發(fā)明專利技術(shù)應(yīng)用于環(huán)境應(yīng)用材料和污水處理領(lǐng)域。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【專利摘要】，涉及一種生物填料及其制備方法。本專利技術(shù)是要解決現(xiàn)有生物填料在水處理過程中掛膜時間長，出水水質(zhì)差，制備工藝耗能大，污染環(huán)境的技術(shù)問題。本專利技術(shù)的生物填料由海泡石，麥飯石，水泥，聚乙烯醇，海藻酸鈉，過氧化氫，氯化鐵，硫酸錳，氯化鈷和瓊脂制成。方法為：一、將聚乙烯醇和海藻酸鈉加熱溶解，冷卻后加入過氧化氫混勻，得到液體混合物；二、將液體混合物與其它固體成分混合制粒，常溫放置，烘干篩分，經(jīng)高壓低溫養(yǎng)護，恒溫蒸養(yǎng)，常溫冷卻，即得。本專利技術(shù)的生物填料與普通陶粒相比，掛膜時間短，出水水質(zhì)好，表面粗糙，有利于微生物生長。本專利技術(shù)應(yīng)用于環(huán)境應(yīng)用材料和污水處理領(lǐng)域。【專利說明】
本專利技術(shù)涉及一種生物填料及其制備方法。
技術(shù)介紹
曝氣生物濾池屬于生物膜法處理工藝中的一種，工作原理主要是在濾池中裝填一定粒徑較小的粒狀填料，以這種粒狀填料為載體，表面生長著高活性的生物膜，在濾池內(nèi)部曝氣。污水流經(jīng)時，填料表面附著的生物膜，充分發(fā)揮微生物的新陳代謝作用，以及顆粒狀填料的吸附和截留作用，對污水進行處理。當填料表面的生物膜增厚脫落、出水水質(zhì)變差、水頭損失增加時進行反沖洗，沖洗掉截留污物以及老化的生物膜，待重新掛膜后，恢復凈水效果。而生物填料的選擇決定著曝氣生物濾池的運行及水處理效果。目前認為比表面積大，表面粗糙，利于微生物生長；質(zhì)量較輕，密度較小，化學性質(zhì)穩(wěn)定的填料是實際應(yīng)用中所需要的。填料為微生物生長提供了附著場所，截留污染物，所以其生物相容性和表面的吸附特性對于水處理效果有很重要的影響。目前生物填料的研究方向之一主要是通過對無機填料進行表面改性從而提高曝氣生物濾池掛膜性能。南昌大學李鳳琴等采用粉煤灰與陶粒相結(jié)合制成了一種新型填料，研究結(jié)果顯示該填料相對于普通陶粒比表面積有所增加，但存在填料中營養(yǎng)匱乏等現(xiàn)象。清華大學齊兵強等對不同無機濾料進行了篩選，并與生物活性炭在曝氣生物濾池凈化生活污水方面進行了比較，結(jié)果表明陶粒、砂子、大同沸石和麥飯石在生物掛膜方面優(yōu)于其他幾種濾料。但以上所研究的生物填料，存在制備工藝污染環(huán)境且成本較高，掛膜速度較慢，反沖洗后生物膜恢復時間長，吸附性能差，出水水質(zhì)不理想等問題。 通過研究發(fā)現(xiàn)海泡石和麥飯石可以作為生物填料的主要組分。其中海泡石是一種纖維層狀含水硅鎂酸鹽的粘土礦物，海泡石的纖維狀晶體結(jié)構(gòu)中有許多與纖維延長方向一致的管狀貫穿通道。這種特殊的結(jié)構(gòu)使得海泡石比表面積大，孔隙率高，具有良好的吸附性，且海泡石本身無毒無害，不影響微生物生長。麥飯石是一種天然礦物質(zhì)，所具有的蜂窩孔狀結(jié)構(gòu)決定其具有較好的吸附性能。麥飯石含有微生物生長所需要的微量元素，有利于微生物在填料表明的掛膜，從而對水中污染物起到很好的處理效果。目前生物填料的制備普遍采用高溫煅燒的工藝，該工藝耗能高，污染環(huán)境，是填料制備方面需要解決的技術(shù)難題。目前國內(nèi)在生物填料的研究方面，采用的制備工藝和生物填料的主要組成選擇各有不同，但對于以海泡石和麥飯石為主要原料添加營養(yǎng)元素，并結(jié)合免燒結(jié)的方式制備新型填料方面卻鮮有報道。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)是要解決現(xiàn)有生物填料在水處理過程中掛膜時間長，出水水質(zhì)差，制備工藝耗能大，污染環(huán)境的技術(shù)問題，從而提供了。本專利技術(shù)的一種新型免燒結(jié)快速掛膜生物填料按質(zhì)量百分含量由18%~37%的海泡石，18 %~37 %的麥飯石，15 %~23 %的水泥，3 %~4.5 %的聚乙烯醇，4.5 %~7 %的海藻酸鈉，10 %~16 %的體積濃度為30 %的過氧化氫，0.45 %~0.69 %的氯化鐵，0.45 %~0.69%的硫酸錳，0.63%~0.9%的氯化鈷和1.5%~2.7%的瓊脂制成。上述的一種新型免燒結(jié)快速掛膜生物填料的制備方法是按以下步驟進行:一、按質(zhì)量百分含量稱取18%~37%的海泡石，18%~37%的麥飯石，15%~23 %的水泥，3 %~4.5 %的聚乙烯醇，4.5 %~7 %的海藻酸鈉，10 %~16 %的體積濃度為30%的過氧化氫，0.45%~0.69%的氯化鐵，0.45%~0.69%的硫酸錳，0.63%~0.9%的氯化鈷和1.5%~2.7%的瓊脂；二、將步驟一稱取的聚乙烯醇和海藻酸鈉加熱溶解在水中，冷卻后加入步驟一稱取的過氧化氫混勻，得到液體混合物；三、將步驟一稱取的海泡石，麥飯石，水泥，氯化鐵，硫酸錳，氯化鈷和瓊脂研磨成粉末后混合均勻，得到固體混合物；四、將步驟二得到的液體混合物和步驟三得到的固體混合物混合后，用造粒機制成表面潮濕的球狀顆粒，常溫放置I~2h后，移到烘箱中在溫度為80~90°C下烘干I~2h，然后篩分出4~8mm的填料，在溫度為80~90°C，壓力為0.1~0.15MPa下經(jīng)過高壓低溫養(yǎng)護10~12h后，放置到水浴鍋上在60~80°C下恒溫蒸養(yǎng)8~10天，再常溫冷卻，即得新型免燒結(jié)快速掛膜生物填料。本專利技術(shù)包括 以下有益效果:1、本專利技術(shù)中采用海泡石和麥飯石為填料主要組分，海泡石是一種纖維層狀含水硅鎂酸鹽的粘土礦物，海泡石的纖維狀晶體結(jié)構(gòu)中有許多與纖維延長方向一致的管狀貫穿通道。這種特殊的結(jié)構(gòu)使得海泡石比表面積大，孔隙率高，具有良好的吸附性，且海泡石本身無毒無害，不影響微生物生長。麥飯石是一種天然礦物質(zhì)，所具有的蜂窩孔狀結(jié)構(gòu)決定其具有較好的吸附性能。麥飯石含有微生物生長所需要的微量兀素，有利于微生物在填料表面的掛膜，從而對水中污染物起到很好的處理效果。2、瓊脂本身作為生物培養(yǎng)基中的主要成分，可促進微生物的生長，而作為生物促進劑加入到新型生物填料中，將有利于微生物在填料表面的附著與生長，從而有利于微生物在填料表面的掛膜。3、本專利技術(shù)中采用水泥作為粘結(jié)劑之一，其中水泥具有水硬性，通過恒溫蒸養(yǎng)可以增加填料的硬度。延長填料使用壽命，保證填料在進行水質(zhì)凈化過程中能夠承受水流沖擊使其免受磨損。4、使用的聚乙烯醇具有粘結(jié)性質(zhì)，是很好的粘結(jié)劑。海藻酸鈉具有凝膠化作用，聚乙烯醇和海藻酸鈉的添加可以形成高分子水凝膠，在微生物的作用下緩慢降解，可控地釋放微生物生長所需的微量元素及營養(yǎng)物質(zhì)，在營養(yǎng)條件不穩(wěn)定的情況下，維持微生物的生長，使微生物不會因營養(yǎng)過高而大量生長，也不會因營養(yǎng)過低而逐漸死亡，這樣的提供營養(yǎng)有利于生物膜的形成。另外聚乙烯醇和海藻酸鈉均不會對微生物有毒害作用，尤其是海藻酸鈉具有良好的生物相容性，是一種“環(huán)境友好型”材料。5、本專利技術(shù)采用過氧化氫為發(fā)泡劑，在高壓蒸汽的作用下過氧化氫分解產(chǎn)生氣泡，從而使制成的填料具有多孔結(jié)構(gòu)，增大比表面積，大的比表面積和多孔結(jié)構(gòu)可以有利于微生物的附著，利于微生物的掛膜。6、本專利技術(shù)在所制備的填料中添加了氯化鐵，氯化鈷，硫酸錳。鐵元素，鈷元素，錳元素是微生物生長所需的微量元素，在填料中添加這些元素，可以使微生物在貧營養(yǎng)環(huán)境下維持生長，加快生物膜的形成，減少填料的掛膜時間及反沖洗后生物膜恢復時間。7、本專利技術(shù)在制備工藝上采用了免燒結(jié)工藝，不僅防止海泡石和麥飯石晶型結(jié)構(gòu)在高溫下改變，還避免了瓊脂在較高溫度下變性。恒溫蒸養(yǎng)有利于水泥水硬性的增加，提高填料的機械強度。相對與燒結(jié)工藝，這種耗能低，造成的污染小。8、將本專利技術(shù)所制備的新型生物填料與普通陶粒分別在曝氣生物濾池中進行掛膜實驗，新型生物填料的掛膜時間為4天，而普通陶粒在相同的條件下掛膜需要6天。表明新型生物填料可以本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種新型免燒結(jié)快速掛膜生物填料，其特征在于新型免燒結(jié)快速掛膜生物填料按質(zhì)量百分含量由18％～37％的海泡石，18％～37％的麥飯石，15％～23％的水泥，3％～4.5％的聚乙烯醇，4.5％～7％的海藻酸鈉，10％～16％的體積濃度為30％的過氧化氫，0.45％～0.69％的氯化鐵，0.45％～0.69％的硫酸錳，0.63％～0.9％的氯化鈷和1.5％～2.7％的瓊脂制成。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：孫曉君，陳芳妮，魏金枝，于凱，宮正，張慧，潘良，
申請(專利權(quán))人：哈爾濱理工大學，
類型：發(fā)明
國別省市：黑龍江;23
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