申請日2013.12.10

　　公開(公告)日2014.04.16

　　IPC分類號(hào)C02F3/00

　　摘要

　　本發(fā)明公開了一種水處理填料表面涂覆聚丙烯酰胺凝膠膜的方法，屬于水處理材料改性領(lǐng)域。該方法包括：a、改性液浸泡：將填料經(jīng)聚丙烯酰胺復(fù)合改性液浸泡2～3min;b、液膜形成：將填料撈出瀝干，自由散堆在高在1-5米之間的容器中;c、液膜固化劑投加：向已附著有液膜的填料表面均勻噴霧2-5%的氯化鈣水溶液1-5min;d、凝膠膜固化：10-40℃放置5-10min，填料表面液膜固化后形成聚丙烯酰胺凝膠膜。通過在水處理填料表面涂覆聚丙烯酰胺凝膠膜，填料表面與水接觸角從改性前的≥60-110o降低到5-20o，填料表面親水性獲得顯著提高。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種水處理填料表面涂覆聚丙烯酰胺凝膠膜的方法，其特征在于，包括下述步驟：

　　改性液浸泡：將填料經(jīng)聚丙烯酰胺復(fù)合改性液浸泡2～3min;

　　液膜形成：將填料撈出瀝干，自由散堆在高在1-5米之間的容器中;

　　液膜固化劑投加：向已附著有液膜的填料表面均勻噴霧2-5%的氯化鈣水溶液1-5min;

　　凝膠膜固化：10-40℃放置5-10min，填料表面液膜固化后形成聚丙烯酰胺凝膠膜。

　　2.如權(quán)利要求1所述的水處理填料表面涂覆聚丙烯酰胺凝膠膜的方法，其特征在于，所述聚丙烯酰胺復(fù)合改性液中的各原料用量按質(zhì)量百分比計(jì)為：

　　水94.2-99.6%、部分水解聚丙烯酰胺0.1-0.8%、海藻酸鈉 0.01-0.05%、殼聚糖0.001-0.005%、小分子醇類0.2-5%、生物促進(jìn)劑0.01-0.02%。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水處理填料表面涂覆聚丙烯酰胺凝膠膜的方法，其特征在于，所述小分子醇類采用甲醇、乙醇、丙醇、甘油、乙二醇中的至少一種。

　　4.如權(quán)利要求1所述的水處理填料表面涂覆聚丙烯酰胺凝膠膜的方法，其特征在于，所述生物促進(jìn)劑選自：VB、明膠、檸檬酸中的任一種。

　　5.如權(quán)利要求1所述的水處理填料表面涂覆聚丙烯酰胺凝膠膜的方法，其特征在于，所述液膜固化劑中的各原料按質(zhì)量百分比計(jì)為：水95-98%、氯化鈣2-5%。

　　6.如權(quán)利要求1所述的水處理填料表面涂覆聚丙烯酰胺凝膠膜的方法，其特征在于，所述填料主體材質(zhì)為聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯中的至少一種，填料表面與水的接觸角為60-110o，真密度為0.92～0.98g/cm3。

　　說明書

　　水處理填料表面涂覆聚丙烯酰胺凝膠膜的方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及生物填料改性領(lǐng)域，特別是涉及一種水處理填料表面涂覆聚丙烯酰胺凝膠膜的方法。

　　背景技術(shù)

　　移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器工藝彌補(bǔ)了傳統(tǒng)活性生物膜工藝的的不足，具有占地小、處理高效等優(yōu)點(diǎn)，非常適合現(xiàn)有污水處理廠的升級(jí)改造。該工藝通過將填料直接投加在好氧曝氣池中即可實(shí)現(xiàn)填料在池體的均勻流化，氣、液、固三相充分接觸，有機(jī)污染物被快速降解，是一種高效低耗的水處理工藝。填料的生產(chǎn)過程方便快捷，只需一套擠出-牽引-切割設(shè)備即可實(shí)現(xiàn)。產(chǎn)品價(jià)格低廉，且使用壽命長達(dá)十年以上，近年來在污水處理領(lǐng)域獲得了廣泛的推廣應(yīng)用。

　　水處理填料作為廢水生物膜處理技術(shù)的核心，目前常用的塑料生物填料的生物親和性、親水性和活性尚存在不足，特別是填料投加初期，由于填料的主體材料基本上都是聚乙烯或聚丙烯等塑料材質(zhì)，填料往往呈現(xiàn)出明顯的疏水性，投加初期在水中的完全潤濕時(shí)間很長，同時(shí)由于填料密度小于水，投加初期大量填料浮在水面，流化十分困難，且長達(dá)1-2星期的陽光直射也將對填料的壽命造成嚴(yán)重影響。

　　為了克服這些缺點(diǎn)，普遍對填料進(jìn)行改性。目前采用的改性方法主要分為兩大類: 配方改性法和表面改性法。配方改性方法主要是通過在填料加工過程添加親水性組分，如殼聚糖、活性炭、碳酸鈣等。表面改性方法是通過在材料表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而對其表面實(shí)現(xiàn)的改性技術(shù)，該類方法主要有表面氧化法、低溫等離子體處理法、表面接枝法和離子注入法等。配方改性方法實(shí)施起來簡單易行，然而填充組分過多會(huì)造成生產(chǎn)效率及填料使用壽命的下降，同時(shí)由于水處理填料本身對密度的嚴(yán)格要求，配方改進(jìn)方法對填料的改善作用較為有限。表面改性方法效果好，然而往往需要使用昂貴復(fù)雜的設(shè)備或者經(jīng)歷系列化學(xué)反應(yīng)，從而使得填料制造成本顯著增加。

　　往往使其密度及成本處于“可勉強(qiáng)接受”的范圍內(nèi)，而放棄獲得更佳性能的機(jī)會(huì)，如何經(jīng)濟(jì)方便快速地實(shí)現(xiàn)對傳統(tǒng)水處理填料的表面改性，將會(huì)促進(jìn)生物填料在水處理領(lǐng)域的進(jìn)一步推廣應(yīng)用。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種水處理填料表面涂覆聚丙烯酰胺凝膠膜的方法，該方法可經(jīng)濟(jì)方便快速地實(shí)現(xiàn)對傳統(tǒng)水處理填料的表面改性，從而解決現(xiàn)有水處理填料親水性不足的問題。

　　為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明可采取下述技術(shù)方案：

　　本發(fā)明所述的水處理填料表面涂覆聚丙烯酰胺凝膠膜的方法，包括下述步驟：

　　改性液浸泡：將填料經(jīng)聚丙烯酰胺復(fù)合改性液浸泡2-3min，

　　親水液膜形成：將填料撈出瀝干，自由散堆在高1-5米之間的容器中;

　　液膜固化劑投加：向已附著有PAM液膜的填料表面均勻噴霧2-5%的氯化鈣水溶液約1-5min;

　　凝膠膜固化：10-40℃自然放置5-10min后，填料表面液膜固化，填料表層形成有一定彈性的PAM凝膠膜。

　　本發(fā)明提供的在水處理填料表面涂覆聚丙烯酰胺凝膠膜的方法,通過成熟的高分子加工設(shè)備加工出水處理填料基質(zhì)，而在填料表面進(jìn)行聚丙烯酰胺凝膠膜涂覆，結(jié)合了普通水處理生物填料的加工生產(chǎn)簡單和高分子水凝膠高含水率高親水性的優(yōu)勢，并以在填料表面形成凝膠膜的方式進(jìn)行實(shí)施，在保證較高的生產(chǎn)效率和較低的成本的同時(shí)，賦予了水處理填料極好的親水性。

　　通過將親水性不夠理想的水處理填料經(jīng)聚丙烯酰胺復(fù)合改性液處理，獲得了很好的親水改性效果。利用改性液中聚丙烯酰胺、海藻酸鈉的黏度和小分子醇類的滲透性，使改性液快速在填料表面黏附鋪展，形成厚度適中的液膜;并通過在表層施加液膜固化劑，水處理填料的表層液膜中的—COOH、—COONa等與固化劑中的Ca2+結(jié)合，形成高分子交聯(lián)結(jié)構(gòu)，經(jīng)過在常溫常壓下自然放置后液膜固化，形成聚丙烯酰胺凝膠膜，該凝膠膜為高分子交聯(lián)結(jié)構(gòu)，可以在水中穩(wěn)定存在，同時(shí)結(jié)合填料本身的空間結(jié)構(gòu)給凝膠膜提供了物理防護(hù)作用，使得該凝膠膜在正常使用狀態(tài)下更不易破損。同時(shí)凝膠膜本身含有聚丙烯酰胺，在具有快速水浸潤性的同時(shí)，仍然保留了大量未參與形成凝膠膜的有絮凝作用的官能團(tuán)，對生化系統(tǒng)的污泥有一定的吸附絮凝作用，凝膠膜中還含有殼聚糖和生物促進(jìn)劑成分，使填料掛膜更加有利。該方法通過在填料表面形成極薄的凝膠膜，可達(dá)到十分理想的親水性，適合主體材質(zhì)為聚丙烯、聚乙烯、聚乙烯-聚丙烯共混物、聚氯乙烯等的水處理填料，填料表面與水接觸角從改性前的≥60-110o降低到10-30o，填料表面親水性獲得顯著提高。按原填料投加方法正常投加，填料表面親水后投加初期上浮時(shí)間顯著縮短，投加后數(shù)分鐘填料幾乎完全在水面下聚集，完全潤濕時(shí)間一般不超過10min，稍加攪動(dòng)或曝氣，即可實(shí)現(xiàn)均勻流化，與普通填料投加后需要2-5天的自然浸潤時(shí)間有很明顯的效果改善，避免了填料初期上浮對填料壽命有影響。原有填料生產(chǎn)設(shè)備及配方無需變動(dòng)，且不需增加昂貴的設(shè)備，實(shí)施起來經(jīng)濟(jì)方便，甚至可以在污水廠現(xiàn)場實(shí)施。