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1、(10)申请公布号 CN 103420490 A(43)申请公布日 2013.12.04CN103420490A*CN103420490A*(21)申请号 201310306316.9(22)申请日 2013.07.20C02F 3/34(2006.01)(71)申请人大连理工大学地址 116024 辽宁省大连市凌工路2号(72)发明人全燮 毛彦俊 张耀斌 陈硕赵慧敏 于洪涛(74)专利代理机构大连理工大学专利中心 21200代理人梅洪玉(54) 发明名称一种亲电型生物载体及其制备方法(57) 摘要本发明公开了一种亲电型生物载体及其制备方法，所用的原料及质量份数为高分子基料100-250份、亲。
2、电功能料2-15份、辅料1、辅料2和辅料3分别为2-20份、2-20份以及1-10份。将上述原料通过混匀、造粒、螺杆挤出以及冷却切割成型。本发明提供的生物载体制备方便，且密度在0.91-0.97g/cm3可控；根据微生物在水中带有负电的特性，在载体中混有带正电的功能料使载体表面带有正电荷，以增强微生物与载体间的亲和性。此类生物载体有利于微生物附着生长、挂膜容易、周期短；生物量大、氨氮去除效率高、出水水质好；污泥沉降性能好，设备运行无污泥堵塞现象；生物载体使用寿命长，而且不需要人工更换和维护。(51)Int.Cl.权利要求书2页 说明书3页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请。
3、权利要求书2页 说明书3页(10)申请公布号 CN 103420490 ACN 103420490 A1/2页21.一种亲电型生物载体，其特征在于，所述的生物载体包括高分子基料、亲电功能料；其中，高分子基料是聚乙烯或聚丙烯，相对于亲电功能料的质量份数为100-250份；亲电功能料是胺盐、季铵盐、吡啶盐以及噻吩盐类的一种或几种，相对于高分子基料的质量份数为2-15份。2.根据权利要求1所述的一种亲电型生物载体，其特征在于，再加入下述辅料中的一种或几种：（1）辅料1是聚乙烯醇、活性炭、硅藻土、中性氧化铝的一种或几种，质量份数为2-20份；（2）辅料2是碳酸钙、滑石粉的一种或几种，质量份数为2-20。
4、份；（3）辅料3是铁粉或三氧化二铁的一种或几种，质量份数为1-10份。3.根据权利要求1或2所述的一种亲电型生物载体，其特征在于，所述的亲电功能料是聚苯胺、阳离子淀粉、阳离子聚丙烯酰胺、聚吡咯、聚噻吩的一种或几种。4.根据权利要求3所述的一种亲电型生物载体，其特征在于，所述的亲电功能料的质量份数为2-15份，其中聚苯胺、聚吡咯和聚噻吩的质量份数各为2-10份，阳离子淀粉和阳离子聚丙烯酰胺的质量份数各为5-15份。5.根据权利要求2或4所述的一种亲电型生物载体，其特征在于，所述辅料1的质量份数为2-20份，其中聚乙烯醇的质量份数为2-16份，活性炭和硅藻土的质量份数各为10-20份，中性氧化铝的。
5、质量份数为2-10份。6.根据权利要求3所述的一种亲电型生物载体，其特征在于，所述辅料1的质量份数为2-20份，其中聚乙烯醇的质量份数为2-16份，活性炭和硅藻土的质量份数各为10-20份，中性氧化铝的质量份数为2-10份。7.权利要求2、4或6所述一种亲电型生物载体的制备方法，其特征步骤如下：步骤1：高分子基料：亲电功能料：辅料1：辅料2：辅料3=100-250：2-15：2-20：2-20：1-10；步骤2：将步骤1中的原料充分混匀；步骤3：将步骤2中的原料置于造粒机中加工成颗粒物；步骤4：将步骤3中的颗粒物置于螺杆挤出机中，由螺杆挤出机高温挤出，螺杆挤出机各段的加工温度为：130200;。
6、并根据螺杆挤出机所选模具头的不同，制成不同形状的圆柱形管材，将加工成型的管材，根据所需要的尺寸切割定型。8.权利要求3所述一种亲电型生物载体的制备方法，其特征在于如下步骤：步骤1：高分子基料：亲电功能料：辅料1：辅料2：辅料3=100-250：2-15：2-20：2-20：1-10；步骤2：将步骤1中的原料充分混匀；步骤3：将步骤2中的原料置于造粒机中加工成颗粒物；步骤4：将步骤3中的颗粒物置于螺杆挤出机中，由螺杆挤出机高温挤出，螺杆挤出机各段的加工温度为：130200;并根据螺杆挤出机所选模具头的不同，制成不同形状的圆柱形管材，将加工成型的管材，根据所需要的尺寸切割定型。9.权利要求5所述一。
7、种亲电型生物载体的制备方法，其特征步骤如下：步骤1：高分子基料：亲电功能料：辅料1：辅料2：辅料3=100-250：2-15：2-20：2-20：权 利 要 求 书CN 103420490 A2/2页31-10；步骤2：将步骤1中的原料充分混匀；步骤3：将步骤2中的原料置于造粒机中加工成颗粒物；步骤4：将步骤3中的颗粒物置于螺杆挤出机中，由螺杆挤出机高温挤出，螺杆挤出机各段的加工温度为：130200；并根据螺杆挤出机所选模具头的不同，制成不同形状的圆柱形管材，将加工成型的管材，根据所需要的尺寸切割定型。10.根据权利要求8或9所述的制备方法，其特征在于，挤出机各段的加工温度为：130、140、。
8、150、130。权 利 要 求 书CN 103420490 A1/3页4一种亲电型生物载体及其制备方法技术领域0001 本发明涉及一种亲电型生物载体及其制备方法，可用于环境污染物的生物处理，尤其适用于污水的生物处理中。属于污染物的生物处理领域。背景技术0002 微生物赖以生存的场所生物载体的研制与开发是固定床或移动床生物膜反应工艺发展的关键所在。但是，目前国内生产的生物载体大多将高分子材料直接加工成型，因此，所生产的生物载体挂膜速度慢、生物亲和性差、生物膜易脱落、氨氮的去除效率低，反应器运行及处理效果不佳。发明内容0003 本发明的目的在于提供一种能够提高载体表面的生物亲和性、对有机物和氨氮的。
9、去除效率高以及生产方法简便的表面亲电型生物载体。0004 本发明所提供的生物载体是根据微生物在水中带有负电的特性，在载体中混有带正电的功能料使载体表面带有正电荷，以达到增强微生物与载体间的亲和性的目的。0005 本发明的生物载体包括高分子基料和亲电功能料；其中，高分子基料是聚乙烯或聚丙烯，相对于亲电功能料的质量份数为100-250份；亲电功能料是胺盐、季铵盐、吡啶盐以及噻吩盐类的一种或几种，相对于高分子基料的质量份数2-15份。0006 上述的亲电功能料可以是聚苯胺、阳离子淀粉、阳离子聚丙烯酰胺、聚吡咯、聚噻吩的一种或几种。0007 上述的亲电功能料的质量份数为2-15份，其中聚苯胺、聚吡咯和。
10、聚噻吩的质量份数各为2-10份，阳离子淀粉和阳离子聚丙烯酰胺的质量份数各为5-15份。0008 可以根据需要再加入下述辅料中的一种或几种：0009 （1）辅料1是聚乙烯醇、活性炭、硅藻土、中性氧化铝的一种或几种，质量份数为2-20份。0010 （2）辅料2是碳酸钙、滑石粉的一种或几种，质量份数为2-20份。0011 （3）辅料3是铁粉或三氧化二铁的一种或几种，质量份数为1-10份。0012 其中，辅料1的质量份数可以为2-20份，其中聚乙烯醇的质量份数为2-16份，活性炭和硅藻土的质量份数各为10-20份，中性氧化铝的质量份数为2-10份。本发明生物载体的制备方法为：0013 步骤1：高分子基。
11、料：亲电功能料：辅料1：辅料2：辅料3=100-250：2-15：2-20：2-20：1-10；0014 步骤2：将步骤1中的原料加入到混合机中充分混匀；0015 步骤3：将步骤2中的原料置于造粒机中加工成颗粒物；0016 步骤4：将步骤3中的颗粒物置于螺杆挤出机中，由螺杆挤出机高温挤出，螺杆挤出机各段的加工温度为：130-200。并可根据螺杆挤出机所选模具头的不同，制成不同说 明 书CN 103420490 A2/3页5形状的圆柱形管材；将加工成型的管材，根据所需要的尺寸切割定型。0017 本发明与现有技术相比具有如下特点：0018 1.本发明所述的生物载体在制备过程中混有的亲电功能料带有正。
12、电性，使得生物载体表面带有不同程度的正电荷。由于微生物带有负电性，这就使得本发明所述的亲电型生物载体具有很好的生物亲和性，缩短了挂膜周期且不易脱落、生物载体表面微生物量大。0019 2.本发明所述的生物载体的湿密度在0.91-0.97g/cm3可控，挂膜后的载体密度接近于水，在水中利用气流和水流的动力作用下更容易达到悬浮状态，既减少了能耗，降低运行成本；又提高了处理效果。0020 3.本发明所述的生物载体在水中为自养型硝化菌和异养型反硝化菌提供良好的生长环境，有利于增强硝化-反硝化作用效果，以城市生活污水为例，将本发明所述生物载体投加到好氧生物反应池内，COD的去除率为95%以上、氨氮的去除率。
13、为95%以上，并具有同步硝化-反硝化的处理效果。0021 4.本发明所述的生物载体加工方便、工艺流程简单且生产成本低。0022 5.本发明所述的生物载体的使用寿命长，不需要人工更换和维护。具体实施方式0023 以下结合技术方案详细叙述本发明的具体实施例。0024 实施例10025 取聚乙烯25千克、细度在100目以上的聚苯胺1千克、中性氧化铝和硅藻土各1千克、碳酸钙2千克以及三氧化二铁1千克，将上述原料加入混合机混合均匀；置于造粒机中在150的温度下加工成颗粒物；将此颗粒物加入到螺杆挤出机中，各段温度为130、140、150、130（机头），挤出制成圆柱形管材，最后经过冷却、切割定型制成本发明。
14、所述的生物载体，其密度为0.93g/cm3。对本实施例所制备的生物载体进行固体表面Zeta电位测试实验，测试结果表明：电解液呈中性时，该生物载体表面Zeta电位为+22mV，说明生物载体表面带有正电性。0026 实施例20027 取聚丙烯10千克、细度在100目以上的阳离子聚丙烯酰胺0.5千克、聚乙烯醇0.2千克、中性氧化铝0.2千克、滑石粉0.2千克以及三氧化二铁0.1千克，将上述原料加入混合机混合均匀；置于造粒机中在150的温度下加工成颗粒物；将此颗粒物加入到螺杆挤出机中，各段温度为130、140、150、130（机头），挤出制成圆柱形管材，最后经过冷却、切割定型制成本发明所述的生物载体，。
15、其密度为0.95g/cm3。将所制备的相同形状和数量的亲电型生物载体和聚丙烯生物载体分别投加到城市污水好氧生物处理系统中，采用快速排泥法，进行挂膜对比实验。实验结果表明：该亲电型生物载体挂膜所需时间比聚丙烯生物载体缩短了5-8天，说明本发明所制得的亲电型生物载体具有很好的挂膜性能。0028 实施例30029 取聚乙烯23千克、细度在100目以上的阳离子聚丙烯酰胺和聚苯胺各0.7千克、活性炭和硅藻土各1.3千克、滑石粉0.4千克以及三氧化二铁0.1千克，将上述原料加入混合机混合均匀；置于造粒机中在150的温度下加工成颗粒物；将此颗粒物加入到螺杆挤出机中，各段温度为130、140、150、130（。
16、机头），挤出制成圆柱形管材，最后经过冷说 明 书CN 103420490 A3/3页6却、切割定型制成本发明所述的生物载体，其密度为0.91g/cm3。对本实施例所制备的生物载体进行模拟城市污水的生物降解实验，实验结果表明：COD和氨氮的去除率均达到95%以上，说明了本发明所制备的亲电型生物载体具有很好的污水处理性能。0030 实施例40031 取聚丙烯13千克、细度在100目以上的聚苯胺和阳离子淀粉各0.65千克、活性炭1.3千克、中性氧化铝0.5千克、铁粉0.6千克以及三氧化二铁0.2千克。将上述原料加入混合机混合均匀；置于造粒机中在150的温度下加工成颗粒物；将此颗粒物加入到螺杆挤出机中，各段温度为130、140、150、130（机头），挤出制成圆柱形管材，最后经过冷却、切割定型制成本发明所述的生物载体，经过密度测试实验得其密度为0.97g/cm3。对本实施例所制备的生物载体进行固体表面Zeta电位测试实验，测试结果为：电解液呈中性时，该生物载体表面的Zeta电位为+18mV。挂膜实验结果表明：该亲电型生物载体挂膜所需时间比聚丙烯生物载体缩短了5-8天。模拟城市污水生物降解实验表明：COD和氨氮的去除率均达到95%以上。说 明 书CN 103420490 A。