[发明专利]聚乙烯生物膜载体材料及其制备方法

说明书

本发明公开一种聚乙烯生物膜载体材料及其制备方法，包括如下步骤：将聚乙烯、聚环氧乙烷、碳酸钙混合均匀，得到混合物；将所得到的混合物通过双螺杆挤出机熔融混合，得到三元复合物；将所得到的三元复合物经过冷却，然后造出长度为2～20毫米的颗粒，得到三元复合物颗粒；将所得到的三元复合物颗粒浸入水中，洗去三元复合物颗粒中的聚环氧乙烷，过滤、冲洗得到二元复合物颗粒；将所得到的二元复合物颗粒放入酸溶液中，去掉该二元复合物颗粒中的碳酸钙，再用清水洗涤，得到多孔的聚乙烯颗粒。本发明的方法效率高，工艺简单，能降低生产成本。本发明的聚乙烯生物膜载体材料更有效地进行水处理，具有绿色环保、耗能低、加工设备简单的优点。

技术领域

本发明涉及聚乙烯生物膜载体材料的制备技术领域，特别涉及聚乙烯生物膜载体材料的制备方法和由该方法制备的聚乙烯生物膜载体材料。

背景技术

生物膜法是一类废水好氧生物处理技术，主要去除废水中溶解性的和胶体状的有机污染物。生物膜载体填料作为微生物的栖息场所，是生物膜法的核心，直接影响到微生物生长、繁殖及活性，进而影响装置处理效率。国内外生物填料的种类繁多，按照安装方式划分可分为固定式生物填料、悬挂式生物填料、悬浮式生物填料。

固定式生物填料是指填料整体固定，在反应器内各部分均不移动的填料。目前常用固定型填料在使用中常会遇到堵塞、结团、布气布水不均匀或传质效率低、挂膜速度慢等问题，影响了生物处理效果。该填料需安装在辅助支架上，造成填料安装、更换、维护等诸多不便，使工程投资和运行管理费用相对提高。悬挂式生物填料可分为软性生物填料、半软性生物填料和组合生物填料。三种填料结构特点相似，都为在中心绳上等间距设有挂膜物，中心绳两端固定在池底与池顶。软性生物填料的中心绳易断，纤维丝会缠结、结块、断丝，结块中心部分会形成厌氧环境，不满足当初的设计要求、缩短使用时间。半软性填料由于采用塑料片代替软性填料的纤维丝影响了填料的比表面积，对生物量的富集有削弱，且塑料的表面相对光滑，挂膜时间长，造价也比软性填料高。组合生物填料是在软性填料与半软性填料的基础上改进的一种新填料。该填料是在半软性填料的聚乙烯塑料片的四周加上软性填料的纤维束形成的，但是存在成本高的问题。悬浮生物填料无需固定，只需直接投加入池即可(需要在出水口设立网格以防填料流失)。此类填料一般比重接近与水，挂膜后可随水体流场在池内流化。此种填料单体体积小，在运输与投加上都非常方便。目前在水处理领域中，应用最广泛的悬浮生物填料仍以多孔填料为主，如活性炭、陶粒、石英砂、炉渣、沸石、无烟煤等。但是，但是这些填料的生成需要1000摄氏度以上的高温，成型工艺复杂，孔尺寸和结构较难控制。综上所述，目前生物填料的问题主要集中在成本高，制备困难以及负载微生物效率低等问题。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于解决上述技术问题中的填料处理效果问题以及成本问题。为此我们设计并发明了聚乙烯多孔材料作为生物物载体材料。聚乙烯价格便宜，容易在较低温度下(200摄氏度左右)高效地熔融加工，极大降低生产成本。通过刻蚀双连续结构的聚乙烯共混物可以得到孔隙率高，连通性好的多孔材料，有利于填料的悬浮以及负载微生物。

本发明的目的是提供一种新型的聚乙烯生物膜载体材料的制备方法及由该方法制备的多孔聚乙烯生物膜载体材料。其具体方法是熔融共混聚乙烯、聚环氧乙烷、碳酸钙得到具有共连续结构的三元复合材料，然后用自来水和稀酸先后洗去三元复合材料中的聚环氧乙烷和碳酸钙，最终得到具有三维连通孔的聚乙烯生物膜载体材料。其中，通过控制聚环氧乙烷和碳酸钙含量可以对聚乙烯生物膜载体材料的表面结构，内部孔径大小和形态进行有效地调控。

为实现上述发明目的，本发明的聚乙烯生物膜载体材料及其制备方法是通过如下的手段实现的：

一种聚乙烯生物膜载体材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将聚乙烯、聚环氧乙烷、碳酸钙混合均匀，得到混合物；

(2)将步骤(1)所得到的混合物通过双螺杆挤出机熔融混合，得到三元复合物；