CN109761376A - 一种水处理材料和水处理填料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水处理材料和水处理填料，包括如下重量份的组分：聚乙烯80～120份、碱性物质3～8份。本发明提供的水处理材料和水处理填料有利于载体上生物量的截留与累积，挂膜速度快，挂膜量大，不易脱落，处理效率高。
Description
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，特别涉及水的生物膜法处理装置所用的水处理材料和水处理填料。
背景技术
目前全球每天都会产生大量的污水，污水已经成为环境污染的重要来源。生活污水中常含有大量的磷、氮等元素，排入水体会造成藻类过度繁殖，使得水体富营养化，恶化水质。对污水的处理目前大多采用相对成熟的生物膜法。在水处理中生物膜法是指以附着在填料(载体)上的微生物构成的生物膜为主体净化污水的一种水处理技术。
污水处理中需要对污水进行水解酸化预处理，水解酸化预处理是一种介于好氧和厌氧处理法之间的方法，和其它工艺组合可以降低处理成本提高处理效率。水解酸化预处理主要包括水解和酸化两个步骤，水解是指有机物进入微生物细胞前、在胞外进行的生物化学反应。微生物通过释放胞外自由酶或连接在细胞外壁上的固定酶来完成生物催化反应，酸化是一类典型的发酵过程，微生物的代谢产物主要是各种有机酸。污水处理中最适宜微生物生长的PH范围为6.5～7.5，而水解酸化预处理过程中产生的大量酸性物质会影响微生物的生长，使得微生物的生长受限制，生长速度缓慢，也导致不易于挂膜，从而大大影响处理效率。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种水处理材料，有利于填料载体上生物量的截留与累积，挂膜速度快，挂膜量大，不易脱落，处理效率高。
本发明还提供一种水处理填料，由本发明所提供的水处理材料制造而成，有利于填料载体上生物量的截留与累积，挂膜速度快，挂膜量大，不易脱落，处理效率高。
一种水处理材料，包括以下重量份的组分：聚乙烯80～120份、碱性物质3～8份。
上述水处理材料，优选的，所述聚乙烯包括7042聚乙烯和5000S聚乙烯，其中，所述7042聚乙烯的重量份为60～80份，所述5000S聚乙烯的重量份为20～40份。
上述水处理材料，优选的，所述碱性物质为碳酸钙和碳酸镁中的一种或两种。
上述水处理材料，优选的，还包括活性炭，所述活性炭的重量份为3～8份。
上述水处理材料，优选的，还包括热塑性聚酯弹性体，所述热塑性聚酯弹性体的重量份为2～5份，所述热塑性聚酯弹性体的型号为5557M。
一种水处理填料，包括生物膜管，所述生物膜管由上所述的水处理材料制成。
上述水处理材料，优选的，所述生物膜管的数量有多根，所述多根生物膜管相互连接并呈矩阵形式排列。
上述水处理材料，优选的，所述多根生物膜管上均设有焊接点，所述多根生物膜管通过所述焊接点焊接连接。
上述水处理材料，优选的，所述生物膜管内设有绳子，所述绳子的两端固定在所述生物膜管的内管壁上，所述绳子有多根，所述多根绳子相互交织成网状。
一种水处理填料，包括生物膜管，所述生物膜管有多根，所述多根生物膜管相互连接并以阵列形式排列。
本发明提供的水处理材料，通过添加能与酸性物质反应的碱性物质，有效缓和污水中的酸性物质，为微生物提供良好的生长环境，提高填料载体上生物量的截留与积累，提高微生物的生长速度，让挂膜速度、挂膜量得到显著提高且不易脱落，大大提高污水处理效率。另外，本发明通过添加聚乙烯使得水处理材料具有耐酸碱性、耐辐射性、耐老化性、耐冲击性。
本发明提供的水处理填料，由本发明所提供的水处理材料制造而成，通过添加能与酸性物质反应的碱性物质，有效缓和污水中的酸性物质，为微生物提供良好的生长环境，提高填料生物量的截留与积累和微生物的生长速度，使得水处理填料的挂膜速度、挂膜量得到显著提高且不易脱落，大大提高污水处理效率。另外，通过添加聚乙烯使得水处理填料具有耐酸碱性，耐辐射性，耐老化性和耐冲击性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的水处理填料的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的生物膜管的俯视图。
1-生物膜管，2-菱形网孔，3-绳子。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
本发明提供一种水处理材料，包括以下重量份的组分：聚乙烯80～120份、碱性物质3～8份。
本发明所述的碱性物质能或其水溶液能与酸性物质发生反应。在污水处理中需要对污水进行水解酸化预处理，会产生大量酸性物质，而污水处理的微生物生长的PH范围为6.5～7.5，这些酸性物质会影响微生物的生长，使得微生物的生长受限制，生长速度缓慢，也导致不易于挂膜，从而大大影响处理效率。上述水处理材料通过添加碱性物质，与酸性物质反应，能够有效缓和污水中的酸性物质，为微生物提供良好的生长环境，提高载体上生物量的截留与积累，提高微生物的生长速度，使得水处理材料的挂膜速度、挂膜量得到显著提高且不易脱落，大大提高污水处理效率。
本发明提供的水处理材料的聚乙烯优选为7042聚乙烯和5000S聚乙烯，其中7042聚乙烯的重量份为60～80份，5000S聚乙烯的重量份为20～40份。聚乙烯7042料，聚乙烯5000S料的添加使得水处理材料耐酸碱，耐辐射性，耐老化，耐冲击性。
本发明提供的水处理材料中的碱性物质优选为弱碱性物质，在不危害微生物的情况下温和地与酸性物质反应。其中，碱性物质优为碳酸钙和碳酸镁中的一种或两种。碳酸钙或碳酸镁微溶于水，其水溶液呈弱碱性，能与酸性物质反应，且反应物对微生物无害，能够在不危害微生物的情况下温和地减少污水中的酸性物质，为微生物提供一个良好的生长环境，提高载体上生物量的截留与积累，提高微生物的生长速度，使得水处理材料的挂膜速度、挂膜量得到显著提高且不易脱落，大大提高污水处理效率。
为给水处理材料上色，还可以添加色母，色母的重量份控制为2～5份。
进一步的，本发明提供的水处理材料还可以添加活性炭，活性炭的重量份优选为3～8份。添加活性炭使得水处理材料有非常高的比表面积，提高吸附和降解水中有机物速率。
另外，本发明提供的水处理材料还包括热塑性聚酯弹性体，热塑性聚酯弹性体的重量份为2～5份，其型号优选为5557M。5557M的添加能提高水处理材料的耐腐蚀，耐高温，抗氧化性。
本发明还提供一种水处理填料，包括生物膜管1，生物膜管1由本发明提供的水处理材料制成。
作为优选方案，如图1所示，可以设置多根生物膜管1，多根生物膜管1相互连接并呈矩阵形式排列。由于这些相互连接的生物膜管1呈矩阵形式排列，因此其结构紧凑。占用空间小，同时可以根据实际需要增加或减少生物膜管1的数量，不仅组装灵活，而且操作简单，也便于维修。
进一步的，生物膜管1的数量可以设置为16根，该16根生物膜管1以4行4列的矩阵形式排列。
进一步的，生物膜管1的管壁设置有菱形网孔2。通过菱形网孔2来增加填料的表面积，以增加生物膜的附着面积，提高厌氧菌的产气效率。
进一步的，可在多根生物膜管1上均设有焊接点，多根生物膜管1通过所述焊接点焊接连接。将多根生物膜管1通过焊点焊接连接形成一个稳固的以矩阵形式排列的整体，其结构紧凑、占用空间小，且在通过增加或减少生物膜管1来调节填料使用量时安装灵活、操作简单。
进一步的，参见图2，本实施例提供的水处理填料的生物膜管1内还可以设置绳子3，绳子3的两端固定在生物膜管1的内管壁上，绳子3有多根，多根绳子3相互交织成网状。
通过在生物膜管1的内管壁上固定绳子3，多根绳子3交织成网状来增大填料比表面积，不仅制备成本低、制备工艺简单，而且能有效增加填料的比表面积，除此之外，将绳子3在生物膜管1内管壁上，可以在节省管外部空间的同时大大增加比表面积。另外，可以增大绳子3的宽度以增大微生物的附着面积。
本发明还提供一种水处理填料，包括生物膜管1，其中生物膜管1有多根，多根生物膜管1相互连接并以阵列形式排列。由于这些相互连接的生物膜管1呈阵列形式排列，因此其结构紧凑、占用空间小，同时可以根据实际需要增加或减少生物膜管1的数量，不仅组装灵活，而且操作简单，也便于维修。
下面结合本发明的优选实施例对本发明的方案进行具体描述。实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照厂商所建议的条件。
实施例1
称取7042聚乙烯60kg，色母3kg，5000S聚乙烯25kg，碳酸钙5kg，5557M3kg，活性炭5kg，将上述物质混合搅拌均匀，得到混合物料；再将所得混合物料加热进行熔融，得到熔融材料；将得到的熔融材料通过挤出模具挤出成型，冷却后得到生物膜管1。将16根生物膜管1通过焊接的方式相互连接，得到以4行4列的形式进行排列的水处理填料。
实施例2
称取7042聚乙烯65kg，色母2kg，5000S聚乙烯20kg，碳酸钙6kg，5557M4kg，活性炭3kg，将上述物质混合搅拌均匀，得到混合物料；再将所得混合物料加热进行熔融，得到熔融材料；将得到的熔融材料通过挤出模具挤出成型，冷却后得到生物膜管1。将16根生物膜管1通过焊接的方式相互连接，得到以4行4列的形式进行排列的水处理填料。
实施例3
称取7042聚乙烯68kg，色母2kg，5000S聚乙烯20kg，碳酸钙5kg，5557M2kg，活性炭3kg，将上述物质混合搅拌均匀，得到混合物料；再将所得混合物料加热进行熔融，得到熔融材料；将得到的熔融材料通过挤出模具挤出成型，冷却后得到生物膜管1。将16根生物膜管1通过焊接的方式相互连接，得到以4行4列的形式进行排列的水处理填料。
对比例1
称取7042聚乙烯60kg，色母3kg，5000S聚乙烯25kg，5557M3kg，活性炭6kg，将上述物质混合搅拌均匀，得到混合物料；再将所得混合物料加热进行熔融，得到熔融材料；将得到的熔融材料通过挤出模具挤出成型，冷却后得到生物膜管1。将16根生物膜管1通过焊接的方式相互连接，得到以4行4列的形式进行排列的水处理填料。
取相同量的实施例1-3和对比例1获得的产品，置于4个平行的已进行水解酸化预处理的生物反应器中进行10天挂膜实验，实验结束后分布测试每种产品的成膜重量和填料区生物浓度。结果如表1所示。
表1
| 产品种类 | 成膜重量(kg/m<sup>3</sup>) | 填料区生物浓度(g/L) |
| 实施例1 | 56 | 5 |
| 实施例2 | 55 | 6 |
| 实施例3 | 53 | 5 |
| 对比例1 | 51 | 4 |
由表1可见，没有添加碳酸钙的材料制作的水处理填料的成膜重量和填料区生物浓度明显比添加了碳酸钙的材料制作的水处理填料低。
以上对本发明所提供的水处理材料和水处理填料进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种水处理材料，其特征在于，包括以下重量份的组分：聚乙烯80～120份、碱性物质3～8份。
2.根据权利要求1所述的水处理材料，其特征在于，所述聚乙烯包括7042聚乙烯和5000S聚乙烯，其中所述7042聚乙烯的重量份为60～80份，所述5000S聚乙烯的重量份为20～40份。
3.根据权利要求1所述的水处理材料，其特征在于，所述碱性物质为碳酸钙和碳酸镁中的一种或两种。
4.根据权利要求1所述的水处理材料，其特征在于，还包括活性炭，所述活性炭的重量份为3～8份。
5.根据权利要求1所述的水处理材料，其特征在于，还包括热塑性聚酯弹性体，所述热塑性聚酯弹性体的重量份为2～5份，所述热塑性聚酯弹性体的型号为5557M。
6.一种水处理填料，包括生物膜管，其特征在于，所述生物膜管由权利要求1-5任一项所述的水处理材料制成。
7.根据权利要求6所述的水处理填料，其特征在于，所述生物膜管的数量有多根，所述多根生物膜管相互连接并呈矩阵形式排列。
8.根据权利要求7所述的水处理材料，其特征在于，所述多根生物膜管上均设有焊接点，所述多根生物膜管通过所述焊接点焊接连接。
9.根据权利要求6所述的水处理填料，其特征在于，所述生物膜管内设有绳子，所述绳子的两端固定在所述生物膜管的内管壁上，所述绳子有多根，所述多根绳子相互交织成网状。
10.一种水处理填料，其特征在于，包括生物膜管，所述生物膜管有多根，所述多根生物膜管相互连接并以阵列形式排列。
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