[发明专利]一种带正电的生物填料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种带正电的生物填料及其制备方法，涉及污水处理用生物填料技术领域，其技术方案要点是，包括：热塑性塑料、热塑性弹性体、碳酸钙、四氧化三铁，还包括功能性聚合物，功能性聚合物的化学结构式如式(I)所示；制备方法包括：S1、功能性聚合物的制备；S2、原料混合及造粒；S3、挤出成型。本发明的生物填料具有挂膜速度快、吸附带负电微生物的同时降低季铵盐对微生物的杀灭作用的优点。

技术领域

本发明涉及污水处理用生物填料技术领域，更具体地说，它涉及一种带正电的生物填料及其制备方法。

背景技术

生物水处理技术，已广泛应用于城市污水处理、高浓度养殖污水处理以及高有机物的化工污水处理领域。生物填料的使用，能够有效提高生物脱氮、脱碳、脱磷的效率，同时减少污泥膨胀等问题。生物填料的表面性质，如亲水性、粗糙度、比表面积、电荷、形貌、自由能以及化学组成等是影响微生物的吸附及固定化的重要因素。

现有可参考申请公布号为CN 106219731B的专利申请文件，公开了一种MBBR磁性悬浮生物填料及其制备方法，通过加入磁性硅藻土和填充剂改善生物填料的生物亲和性，增加生物填料的比表面积，得到一种在保证物理强度和使用寿命的同时密度更接近水的有机生物填料。

现有可参考申请公布号为CN 110117059A的专利申请文件，公开了一种环保型生物填料及其制备方法，将鞋材废弃物应用于生物填料当中，增加了生物填料的亲水性，使得生物填料成为亲水性物质，使得活性污泥很容易附着在生物填料表面，增强了生物填料使用效果，生物填料的抗老化、抗氧化性能大幅度增强，填料使用寿命增长。

以上专利有都在利用不同的添加物改善生物填料的生物亲和性，促进生物膜的粘附，进而提高生物水处理的效率，但是这种生物亲和性作用比较缓慢。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种带正电的生物填料，其具有挂膜速度快、吸附带负电微生物的同时降低季铵盐对微生物的杀灭作用的优点；本发明的第二个目的在于提供一种上述带正电的生物填料的制备方法。

为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：一种带正电的生物填料，包括：热塑性塑料、热塑性弹性体、碳酸钙、四氧化三铁，其特征在于，还包括功能性聚合物，所述功能性聚合物的化学结构式如式(I)所示：

式(I)中，R₁，R₂,……R₁₂为H或如式(II)～(IV)所示的取代基的任一种，其中，式(I)中n＝4～20，式(II)中m＝8～12。

通过采用上述技术方案，由于在生物填料中加入功能性聚合物，使其表面带正电，有利于吸引活性污泥中大量的微生物，缩短挂膜时间，提高挂膜速度；同时由于烷基侧链的疏水性，提高功能性聚合物与基体材料的相容性。

进一步地，所述生物填料包括以下重量份的原料：热塑性塑料40～70重量份、热塑性弹性体20～40重量份、四氧化三铁5～15重量份、功能性聚合物1～35重量份。

进一步地，所述功能性聚合物优选为5～15重量份。

进一步地，所述热塑性塑料为聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚氯乙烯中的一种或多种。

进一步地，所述热塑性弹性体为热塑性聚氨酯、热塑性反式天然橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中的一种或多种。

为实现本发明的第二个目的，本发明提供了如下技术方案，一种带正电的生物填料的制备方法，包括以下步骤：

S1、功能性聚合物的制备：支链型聚乙烯亚胺与疏水改性剂按比例混合，在50～65℃下反应8～12h，即得；