公布日：2022.05.27
申请日：2022.01.28
分类号：B29B9/06(2006.01)I;B29B9/12(2006.01)I;B29C48/92(2019.01)I;C02F3/10(2006.01)I;C02F3/34(2006.01)I;B29K23/00(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种污水处理用的移动床生物膜悬浮载体及其制备方法，涉及污水处理技术领域。其是以五种不同牌号的高密度聚乙烯作为原料，分别为高密度聚乙烯1号、高密度聚乙烯2号、高密度聚乙烯3号、高密度聚乙烯4号和高密度聚乙烯5号，通过混合、造粒、挤出成型步骤后，得到外形为圆柱体，内部为多孔设计，内外表面粗糙度等级为IT6～IT10的悬浮载体；经过相关检测发现，本发明悬浮载体的浸润速度可提高20～50％，流化的需气量可降低5％～15％，挂膜速度可提高30％～60％，微生物的附着量可提高30～70％。本发明制备得到的悬浮载体具有压缩回弹性高、使用寿命长、表面粗糙度高、易于挂膜流化和处理效率高等优势。
权利要求书
1.一种污水处理用的移动床生物膜悬浮载体的制备方法，其特征在于：其是以五种不同牌号的高密度聚乙烯作为原料，分别为高密度聚乙烯1号、高密度聚乙烯2号、高密度聚乙烯3号、高密度聚乙烯4号和高密度聚乙烯5号，其原料质量百分比依次为20％-40％：15-25％：20％-35％：5％-20％：5％-25％；所述的制备方法是首先将五种不同牌号的原料混合在一起，然后对其进行造粒，之后经挤出成型即得；在造粒步骤中控制螺杆挤出机的长径比为30-40:1，在挤出成型中所需模具的流道压缩比为3.5-4:1；所述的移动床生物膜悬浮载体的整体形状为圆柱体多孔结构，在其内外表面具有一定的粗糙度。
2.根据权利要求1所述的一种污水处理用的移动床生物膜悬浮载体的制备方法，其特征在于：所述的移动床生物膜悬浮载体的高度为4-120mm，外径范围为15-360mm，有效比表面积≥450㎡/m3。
3.根据权利要求1所述的一种污水处理用的移动床生物膜悬浮载体的制备方法，其特征在于：所述的移动床生物膜悬浮载体的内外表面的粗糙度等级为IT6-IT10。
4.根据权利要求1所述的一种污水处理用的移动床生物膜悬浮载体的制备方法，其特征在于：所述的高密度聚乙烯1号选自牌号为5502HD的高密度聚乙烯。
5.根据权利要求1所述的一种污水处理用的移动床生物膜悬浮载体的制备方法，其特征在于：所述的高密度聚乙烯2号选自牌号为23050的高密度聚乙烯。
6.根据权利要求1所述的一种污水处理用的移动床生物膜悬浮载体的制备方法，其特征在于：所述的高密度聚乙烯3号选自牌号为21926的高密度聚乙烯。
7.根据权利要求1所述的一种污水处理用的移动床生物膜悬浮载体的制备方法，其特征在于：所述的高密度聚乙烯4号选自牌号为21801的高密度聚乙烯。
8.根据权利要求1所述的一种污水处理用的移动床生物膜悬浮载体的制备方法，其特征在于：所述的高密度聚乙烯5号为牌号为21A43和牌号为168的高密度聚乙烯复配得到的。
9.根据权利要求1-8任一项所述的一种污水处理用的移动床生物膜悬浮载体的制备方法制备得到的移动床生物膜悬浮载体，其特征在于：其密度为0.93-0.98g/cm3。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种污水处理用的移动床生物膜悬浮载体的制备方法，通过该方法制备得到的悬浮载体，其表面粗糙度高，可以加快微生物在其内部的附着生长，可提高挂膜速度，缩短系统的挂膜启动时间。
为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种污水处理用的移动床生物膜悬浮载体的制备方法，其是以五种不同牌号的高密度聚乙烯作为原料，分别为高密度聚乙烯1号、高密度聚乙烯2号、高密度聚乙烯3号、高密度聚乙烯4号和高密度聚乙烯5号，其原料质量百分比依次为20％-40％：15-25％：20％-35％：5％-20％：5％-25％；
所述的制备方法是首先将五种不同牌号的原料混合在一起，然后对其进行造粒，之后经挤出成型即得；在造粒步骤中控制螺杆挤出机的长径比为30-40:1，在挤出成型中所需模具的流道压缩比为
3.5-4:1；
所述的移动床生物膜悬浮载体的整体形状为圆柱体多孔结构，在其内外表面具有一定的粗糙度。
上述技术方案带来的直接有益技术效果为：
该移动床生物膜悬浮载体在原料的选择上，选用五种不同牌号高密度聚乙烯合理配比挤出成型，表面粗糙度均匀且高，而悬浮载体表面粗糙度是决定生物膜能否快速形成的主要条件，粗糙度越大，挂膜越快，一是因为粗糙度高的悬浮载体与光滑表面相比，粗糙的载体表面增加了微生物与载体的接触面积；二是载体表面的粗糙部分可对已附着的微生物起到屏蔽保护，在挂膜初期免受或减轻水力学剪切的冲刷作用，从而利于悬浮载体在水中浸润和流化，节省能耗，另一方面提高悬浮载体的比表面积，为微生物附着生长提供更大的有效比表面积，也有助于曝气气泡和污染物质的传输、扩散的作用，能有效提高水处理的效果。
作为本发明的一个优选方案，上述的移动床生物膜悬浮载体的高度为4-120mm，外径范围为15-360mm，有效比表面积≥450㎡/m3。
作为本发明的另一个优选方案，上述的移动床生物膜悬浮载体的内外表面的粗糙度等级为IT6-IT10。
优选的，上述的高密度聚乙烯1号选自牌号为5502HD的高密度聚乙烯。
优选的，上述的高密度聚乙烯2号选自牌号为23050的高密度聚乙烯。
优选的，上述的高密度聚乙烯3号选自牌号为21926的高密度聚乙烯。
优选的，上述的高密度聚乙烯4号选自牌号为21801的高密度聚乙烯。
优选的，上述的高密度聚乙烯5号为牌号为21A43和牌号为168的高密度聚乙烯复配得到的。
本发明的另一目的在于提供上述的一种污水处理用的移动床生物膜悬浮载体的制备方法制备得到的移动床生物膜悬浮载体，其密度为0.93-0.98g/cm3。
与现有技术相比，本发明带来了以下有益技术效果：
(1)本发明提出了一种污水处理用的移动床生物膜悬浮载体的制备方法，在原料的选择上，本发明选用表面粗糙度高的优质高密度聚乙烯作为原料，悬浮载体无任何添加剂，耐环境应力开裂性破坏时间≥3000h，使用寿命长，使用寿命长达15年以上；
(2)本发明通过选用五种牌号的高密度聚乙烯的混合物作为原料，通过控制这五种牌号的高密度聚乙烯的比例，可以控制悬浮载体表面的粗糙度，不同粗糙度的载体表面可提高挂膜速度30-60％，缩短系统的挂膜启动时间约50％。
(3)本发明制备得到的移动床生物膜悬浮载体的表面粗糙度高且均匀，易于水中浸润和流化，浸润速度可提高20-50％，流化的需气量可降低5-15％，节约能耗5％以上。
(4)本发明制备得到的移动床生物膜悬浮载体的表面凹凸不平，利于提高挂膜速度30-60％，调试启动时间缩短近50％，还可进一步提高悬浮载体的有效表面积，增加挂膜量30-70％，提高污水的处理效率。
综上所述，本发明移动床生物膜悬浮载体在制备中，无需对其进行改性，也无需添加额外的添加剂，通过调整五种原料的配比即可得到不同粗糙度的悬浮载体，且挂膜速度快，可实现系统的快速启动。
（发明人：张晶晶;徐文贤;宋美芹;刘曙;李志伟;杨宇星;郑志佳）
