[发明专利]一种阳离子改性PVDC生物转盘盘片及其制备方法

说明书

本发明涉及一种阳离子改性PVDC生物转盘盘片，是阳离子改性PVDC共聚物和辅料共混的丝状材料和乳胶形成的立体网状结构，所述阳离子改性PVDC是包括偏二氯乙烯，二氯乙烯，甲基丙烯酸缩水甘油酯和阳离子单体共聚得到。本发明制备得到了改性的PVDC共聚物树脂作为生物转盘盘片的材料，引入了阳离子单体，特别是二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)，聚合后在主链上形成的五元环结构的链段，一方面能够改善PVDC的可加工性，使所得盘片的力学性能得到改善；另一方面，少量阳离子的存在使盘片在水中偏正电荷，更有利于吸附生物膜，实现处理系统芽孢杆菌优势化培养，使得初始生物量可以快速增加。

技术领域

本发明属于高分子和废水处理领域，具体涉及一种阳离子改性PVDC生物转盘盘片及其制备方法。

背景技术

生物转盘技术是一种生物膜法污水处理技术，具有设计灵活，安装便捷，操作简单，运行费用低，不需要曝气，节约能源，在较短的生物接触时间内即可得到较高的净化效果。生物转盘组件是多张盘片间隔后安装在旋转轴上，各个盘片部分浸渍在污水中，污水与附着在盘片上的需氧菌接触进行生物处理。

生物转盘的盘片是主要组成部分，也是影响废水处理效果的关键因素。盘片的性能具有很重要的意义。要生物转盘具有高的处理效率，就需要盘片具有以下性能：1，比表面积大，挂膜性能好，携带微生物生物量大；2，力学强度高，长期运行不会发生形变；3，阻隔性好，由于生物转盘是长期处于水中工作，要求疏水性好，长久浸泡不会瓦解，变形；4，抗腐蚀性能好，由于不同来源的废水，具有不同的酸碱度，盐度，要求生物转盘能够耐腐蚀，在酸或碱，或高盐度的环境下耐腐蚀；5，生物膜着床率高，生物膜不易脱落。

现有的生物转盘的材料主要是塑料板材和玻璃钢板材，玻璃钢板材具有使用寿命长，不易变形，在水中可以长时间使用，但是形状单一，表面积小，处理效率低。目前研究的热点是各种新型的塑料材质的生物转盘。聚偏二氯乙烯(PVDC)是一种很好的阻隔材料，目前很多生物转盘采用这种聚合物。日本旭化成公司研发了一类PVDC材料，加工成立体网状材料，孔隙率95-98％的丝网状态，生物层可以进入立体网格状的内部，可以避免盘片表面生物层的脱落。尽管原因还未明，但PVDC相比常规的塑料材质，比如聚烯烃，聚氨酯类的材料有更好的生物附着量，是目前生物转盘的最具前景的材料。所用的PVDC材料往往是偏二氯乙烯(VDC)和氯乙烯(VC)的共聚物，单独的聚偏二氯乙烯结晶度高，熔融温度很高，熔融加工不便，如果加工温度过高会导致材料不稳定。所以一般和其他体共聚，常用的单体为氯乙烯。日本旭化成公司的专利文献CN202246233U中报道，为了保持优异的尺寸稳定性，是偏二氯乙烯单体/氯乙烯单体的重量比在80/20以上且95/5以下。目前生物转盘盘片的PVDC材料生产技术主要掌握在该公司手中。研发一种具有我国自主知识产权的PVDC基生物转盘盘片材料具有重要的实际意义和商业价值。

发明内容

为克服现有技术中生物转盘盘片性能还有待提升，特别是难以同时达到生物挂膜量和力学强度皆优的程度。本发明提供了一种阳离子改性PVDC生物转盘盘片，其是由偏二氯乙烯、二氯乙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、阳离子单体一起共聚得到的改性PVDC材料，再进行造粒、拉丝，成网、粘合工艺得到的立体网状的生物转盘盘片材料。所得材料综合性能优异，空隙率高，挂膜量高，在高负载下不会变形，防水阻隔性好，在水中长期可以长期稳定存在，用于废水处理，可以在长达10年的时间内连续运行。此类材料之前未见报道。

本发明的第一个目的是提供一种阳离子改性PVDC生物转盘盘片，是阳离子改性PVDC共聚物和辅料共混的丝状材料和乳胶形成的立体网状结构，所述阳离子改性PVDC共聚物的单体包括偏二氯乙烯，二氯乙烯，甲基丙烯酸缩水甘油酯和阳离子单体。

所述二氯乙烯为1,2-二氯乙烯，其和偏二氯乙烯(1,1-二氯乙烯)共聚，能够降低PVDC共聚物的规整度，进而降低熔融温度。