一种磁改性MBBR水质净化填料及其制备工艺的制作方法

本发明涉及水处理填料领域，具体涉及一种磁改性mbbr水质净化填料及其制备工艺。

背景技术：

1、低温环境下，普通mbbr填料上附着的微生物活性降低，会导致处理效果变差。磁性填料能有效增强mbbr反应器内微生物活性，提高硝化和反硝化能力。但是，目前还缺乏可批量化生产磁改性mbbr填料的技术。

2、常规的mbbr填料生产方法是通过挤出机将聚乙烯(pe)材料挤出成管，再用切割机切割成每个独立填料。对于成分单一的聚乙烯(pe)来说，这种工艺行之有效、便捷经济，因此长期应用于传统mbbr填料生产。

3、近年来，学术界对于mbbr填料改性的研究热度逐渐上升，普遍的是采用亲水、亲生物改性方式，由于亲水、亲生物改性材料为有机物质且性状与聚乙烯(pe)相似，故在均匀混料的情况下尚能实现挤出成型。为进一步提升填料性能，提升其对有利微生物的吸附、强化能力，部分团队开始研究磁改性填料。然而，磁改性填料的核心辅料为磁性材料(四氧化三铁、钕铁硼等)，磁性材料属于无机质，且密度、力学性能与聚乙烯(pe)主料相差甚远，即使在充分均匀混料的情况下，挤出的管材依然会发生变形，切割形成的mbbr独立填料有效利用率极低，无法推广至量产。注塑是解决此问题的一种方式，但对于形状相对简单的mbbr填料，注塑工艺与挤出工艺相比，显得效率较低，不够经济，难以应用于市场。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明提供了一种磁改性mbbr水质净化填料及其制备工艺。

2、本发明提供了一种磁改性mbbr水质净化填料，由以下成分组成：聚乙烯、磁性材料、亲水添加剂、亲生物添加剂、胶黏剂。

3、优选的，所述聚乙烯、磁性材料、亲水添加剂、亲生物添加剂、胶黏剂的质量比分别为90～95％、3～5％、1～2％、0.5～1％、0.3～0.8％。

4、优选的，所述聚乙烯包括高密度聚乙烯和低密度聚乙烯。

5、优选的，所述高密度聚乙烯和低密度聚乙烯的质量比为4：1。

6、优选的，所述亲水添加剂为琼脂粉和硅藻土。

7、优选的，所述琼脂粉和硅藻土的质量比为1：1。

8、本发明还提供了一种磁改性mbbr水质净化填料制备工艺，用于制造上述填料，包括以下步骤：

9、在搅拌机中加入聚乙烯，搅拌均匀；

10、在搅拌机中加入胶黏剂，搅拌均匀；

11、依次加入磁性材料、亲水添加剂、亲生物添加剂，搅拌均匀；

12、造粒机升温预热后，将搅拌机中的原料加入造粒机，开始混炼，得到改性粒子；

13、将改性粒子充分干燥；

14、将改性粒子加入预热后的挤出机，挤出成型并切割成独立填料。

15、优选的，造粒机的预热温度为200-220℃。

16、优选的，造粒机中的混炼过程重复进行两次。

17、优选的，造粒机中的混炼过程温度为200-220℃。

18、有益效果：

19、1、本发明提供了一种优选的填料组分，具有改善mbbr填料磁场环境，优化填料亲水性、亲生物性和吸附性，提升生物膜在填料表面附着能力及其微生物活性，缩短挂膜时间和水处理系统调试周期的优点。还提供了一种优选的混合比例，在这种比例下具有维持mbbr填料基本稳定性的同时强化相关挂膜性能和生物膜性能的优点。

20、2、聚乙烯包括了高密度聚乙烯(hdpe)、低密度乙烯(ldpe)，提升了材料整体的延伸性、加工性，还提供了一种优选的混合比例4:1，高含量的hdpe可以优先保障填料高强度性能，次高含量的ldpe可以提升填料的可塑性并适当平衡其他组分加入引起的密度差异。

21、3、磁性材料选用四氧化三铁粉，改善mbbr填料磁场环境、提升填料对生物膜的吸附性能，还提供了一种优选的混合比例3～5％，在这种比例下可以使填料挂膜后更接近于水的密度，以创造更好的悬浮效果，并不至于高于水的密度而发生下沉。

22、4、亲水添加剂选用琼脂粉、硅藻土，亲生物添加剂选用羟基磷灰石，其中的硅藻土还可起到吸附剂的作用，使填料更好的吸附生物膜，同时亲水添加剂、亲生物添加剂混合比例均较低，可以维持原有聚乙烯组分的基本性能，优选的比例分别是1～2％、0.5～1％。

23、5、制备工艺中的二次混炼、通风干燥工段，可以改善材料的混料均匀性，有效提升填料的挤压成型率。

技术特征：

1.一种磁改性mbbr水质净化填料，其特征在于由以下成分组成：聚乙烯、磁性材料、亲水添加剂、亲生物添加剂、胶黏剂，其质量比分别为90~95%、3~5%、1~2%、0.5~1%、0.3~0.8%。

2.根据权利要求1所述的一种磁改性mbbr水质净化填料，其特征在于所述聚乙烯包括高密度聚乙烯和低密度聚乙烯。

3.根据权利要求3所述的一种磁改性mbbr水质净化填料，其特征在于所述高密度聚乙烯和低密度聚乙烯的质量比为4：1。

4.根据权利要求1所述的一种磁改性mbbr水质净化填料，其特征在于所述亲水添加剂为琼脂粉和硅藻土。

5.根据权利要求5所述的一种磁改性mbbr水质净化填料，其特征在于所述琼脂粉和硅藻土的质量比为1：1。

6.一种磁改性mbbr水质净化填料制备工艺，用于制造权利要求1-6任一项所述的填料，其特征在于包括以下步骤：

7.根据权利要求7所述的一种磁改性mbbr水质净化填料制备工艺，其特征在于，造粒机的预热温度为200-220℃。

8.根据权利要求7所述的一种磁改性mbbr水质净化填料制备工艺，其特征在于，造粒机中的混炼过程重复进行两次。

9.根据权利要求7所述的一种磁改性mbbr水质净化填料制备工艺，其特征在于，造粒机中的混炼过程温度为200-220℃。

技术总结本发明涉及水处理填料领域，具体涉及一种磁改性MBBR水质净化填料及其制备工艺。发明提供的一种磁改性MBBR水质净化填料，由以下成分组成：聚乙烯90～95％、磁性材料3～5％、亲水添加剂1～2％、亲生物添加剂0.5～1％、胶黏剂0.3～0.8％。聚乙烯包括了高密度聚乙烯(HDPE)、低密度乙烯(LDPE)，提升了材料整体的延伸性、加工性。在亲水添加剂选用琼脂粉、硅藻土，其中的硅藻土还可起到吸附剂的作用，使填料更好的吸附生物膜。技术研发人员：吴天祺,常闻捷,刘媛,聂慧君,朱晓晓受保护的技术使用者：江苏省环境工程技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/9