一种缓释碳源填料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种缓释碳源填料，包括如下重量份的成分：微碳化纤维20‑50份，聚对苯二甲酸乙二醇酯40‑60份，铁矿粉10‑15份，碳纳米管5‑10份，硅藻土5‑10份，相容剂1‑10份，润滑剂1‑10份。按计量比称取各原料后，加入到混料机中混合均匀，然后将混合料加入到双螺旋挤压机中，经加热熔融后挤出，挤出端吹气5‑15L/L·min，挤出模孔直径为1‑5cm，将挤出料冷却后切割成长度1‑10cm，即得。本发明专利技术的缓释碳源填料能很好地解决湿地碳源不足问题，能持续、持久地供给碳源，同时为微生物提供巨大比表面积的载体，硝化、反硝化细菌数量比传统生物膜提高很多,并且能完全降解，安全环保。

【技术实现步骤摘要】
一种缓释碳源填料及其制备方法
本专利技术涉及一种缓释碳源填料及其制备方法，特别是一种适用于污水处理和湿地建设的缓释碳源填料及其制备方法，属于水处理

技术介绍
目前，随着我国城镇污水厂出水提标，黑臭河道治理，农村生活污水处理，养殖废水净化和景观建设等均需要建设配套的湿地。湿地净化系统是在植物-土壤(填料)-微生物的共同作用下，通过植物吸收、微生物降解、物理吸附、化学沉淀等过程使水得到净化。但是由于传统的湿地技术多采用以土和砂为主的填料层，存在处理负荷低、TN、TP去除率低、易堵塞的问题。目前虽然可以通过采取强制曝气和分阶段进水等措施提高系统的处理负荷，但对总氮去除效率依然难以提高，主要因为反硝化作用受到抑制，有以下几个方面的原因：(1)碳源不足；(2)易堵塞，微生物载体的比表面积小；(3)反硝化菌数量不足。因此，在污水处理及湿地建设中，通常需要补充碳源。现有技术中，污水处理和湿地建设中通常采用补充乙酸钠、甲醇、葡萄糖等水溶性碳源来解决碳源不足的问题，但这些水溶性的碳源易随水流失，不能持续、持久供给缓释性碳源。申请号为201910292746.7的中国专利技术专利申请公开了一种新型碳源，该碳源包含以下原料多元醇、碳酸钠、甘油、葡萄糖、醋酸钠、防冻剂、去离子水；申请号为201711214377.7的中国专利技术专利申请公开了固体碳源、生物反应器及以该固体碳源处理废水的方法，固体碳源为聚己内酯、聚乳酸、对苯二甲酸-己二酸-丁二醇共聚物、聚丁二酸丁二醇酯及聚丁烯琥珀酸己二酸共聚合物所组成群组的至少一种；申请号为201810677116.7的中国专利技术专利申请介绍了一种复合缓释碳源的制备方法，该碳源为玉米芯颗粒或花生壳颗粒，人工合成高分子有机碳源为聚已内酯固体颗粒或聚丁二酸丁二醇酯固体颗粒；申请号为200810246308.9的中国专利技术专利公开了一种补充复合垂直流人工湿地碳源的方法及装置，采用葡萄糖溶液补充碳源；申请号为201910145191.3的中国专利技术专利介绍了一种阶梯式人工湿地，在人工湿地填料上部填充秸秆、玉米芯等易得和可就地取用的农作废弃物用于补充碳源；申请号为201910551774.6的中国专利技术专利介绍了一种湿地反硝化填料，所述湿地反硝化填料的材质为蓝藻和聚己酸内酯。上述现有技术报道的补充湿地碳源的材料都存在如下缺点：易腐烂，造成湿地堵塞；不能持续、持久供给缓释性碳源。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述不足，提供一种缓释碳源填料，其能很好地解决湿地碳源不足问题，能持续、持久地供给碳源，同时为微生物提供巨大比表面积的载体，硝化、反硝化细菌数量比传统生物膜多很多,并且能完全降解，安全环保。本专利技术的另一目的在于提供上述缓释碳源填料的制备方法。技术方案一种缓释碳源填料，包括如下重量份的成分：微碳化纤维20-50份，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)40-60份，铁矿粉10-15份，碳纳米管5-10份，硅藻土5-10份，相容剂1-10份，润滑剂1-10份。所述微碳化纤维的制备方法：将生物质材料粉碎后，再将其投入螺旋挤压机，在140～250℃下挤出，制得直径大于10目的颗粒即为微碳化纤维；所述生物质材料为木屑、秸秆或芦苇中的一种或两种以上任意比例的混合物。所述相容剂由重量比为2：1的接枝PET和丙烯酸酯类共聚物组成，所述接枝PET为醋酸乙烯接枝PET或丙烯酸接枝PET。所述润滑剂由重量比为20：1：1的碳酸钙、硬脂酸和单甘脂组成。上述缓释碳源填料的制备方法，包括如下步骤：(1)按计量比称取微碳化纤维、聚对苯二甲酸乙二醇酯、铁矿粉、碳纳米管、硅藻土、相容剂和润滑剂，加入到混料机中混合均匀，得到混合料；(2)将混合料加入到双螺旋挤压机中，经加热熔融后挤出，挤出端吹气5-15L/L·min，挤出模孔直径为1-5cm，将挤出料冷却后切割成长度1-10cm，即得缓释碳源填料。步骤(1)中，混合温度为60～100℃，混料机的转速为50-200r/min，混合10～20min。步骤(2)中，双螺旋挤出机机头温度为110～120℃，中段温度设置为150～220℃，挤出温度设置为140～170℃。本专利技术的有益效果:本专利技术提供了一种缓释碳源填料，其具有良好的缓释性能，能在5年之内持续释放碳源，碳释放速率是生物质(小麦秸秆)的5倍以上，脱氮速率、除磷速率分别是其40倍、30倍以上，能很好地解决湿地碳源不足问题，同时为微生物提供巨大比表面积的载体，湿地中微生物多样性指数是传统填料的2倍以上，硝化细菌+反硝化细菌数是传统填料的4倍以上,并且能完全降解，安全环保。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术作进一步说明。下述实施例中，相容剂由重量比为2：1的丙烯酸接枝PET和丙烯酸酯类共聚物(丙烯酸甲酯与苯乙烯、丙烯腈的聚合物)组成；润滑剂由重量比为20：1：1的碳酸钙、硬脂酸和单甘脂组成。实施例1一种缓释碳源填料，包括如下重量份的成分：微碳化纤维25份，聚对苯二甲酸乙二醇酯60份，铁矿粉9份，碳纳米管6份，硅藻土9份，相容剂5份，润滑剂5份。所述微碳化纤维的制备方法：将木屑、秸秆和芦苇按1：1：1的重量比粉碎后，再将其投入螺旋挤压机，在200℃下挤出，制得直径大于10目的颗粒即为微碳化纤维。上述缓释碳源填料的制备方法，包括如下步骤：(1)按计量比称取微碳化纤维、聚对苯二甲酸乙二醇酯、铁矿粉、碳纳米管、硅藻土、相容剂和润滑剂，加入到混料机中混合均匀(混合温度为70℃，混料机的转速为100r/min，混合20min)，得到混合料；(2)将混合料加入到双螺旋挤压机中，经加热熔融后挤出(双螺旋挤出机机头温度为115℃，中段温度设置为200℃，挤出温度设置为160℃)，挤出端吹气10L/L·min，挤出模孔直径为3cm，将挤出料冷却后切割为长度5cm，即得缓释碳源填料。实施例2一种缓释碳源填料，包括如下重量份的成分：微碳化纤维35份，聚对苯二甲酸乙二醇酯50份，铁矿粉7份，碳纳米管8份，硅藻土10份，相容剂9份，润滑剂6份。所述微碳化纤维的制备方法：将秸秆粉碎后，将其投入螺旋挤压机，在160℃下挤出，制得直径大于10目的颗粒即为微碳化纤维。上述缓释碳源填料的制备方法，包括如下步骤：(1)按计量比称取微碳化纤维、聚对苯二甲酸乙二醇酯、铁矿粉、碳纳米管、硅藻土、相容剂和润滑剂，加入到混料机中混合均匀(混合温度为80℃，混料机的转速为150r/min，混合15min)，得到混合料；(2)将混合料加入到双螺旋挤压机中，经加热熔融后挤出成型(双螺旋挤出机机头温度为115℃，中段温度设置为210℃，挤出温度设置为155℃)，挤出端吹气15L/L·min，挤出模孔直径为2cm，将挤出料冷却后切割为长度3cm，即得缓释碳源填料。实施例3一种缓释碳源填料，包括如下重量份的成分：微碳化纤维50份，聚对苯二甲酸乙二醇酯40份，铁本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种缓释碳源填料，其特征在于，包括如下重量份的成分：微碳化纤维20-50份，聚对苯二甲酸乙二醇酯40-60份，铁矿粉10-15份，碳纳米管5-10份，硅藻土5-10份，相容剂1-10份，润滑剂1-10份；/n所述微碳化纤维的制备方法：将生物质材料粉碎后，再将其投入螺旋挤压机，在140～250℃下挤出，制得直径大于10目的颗粒即为微碳化纤维；所述生物质材料为木屑、秸秆或芦苇中的一种或两种以上任意比例的混合物。/n

【技术特征摘要】
1.一种缓释碳源填料，其特征在于，包括如下重量份的成分：微碳化纤维20-50份，聚对苯二甲酸乙二醇酯40-60份，铁矿粉10-15份，碳纳米管5-10份，硅藻土5-10份，相容剂1-10份，润滑剂1-10份；
所述微碳化纤维的制备方法：将生物质材料粉碎后，再将其投入螺旋挤压机，在140～250℃下挤出，制得直径大于10目的颗粒即为微碳化纤维；所述生物质材料为木屑、秸秆或芦苇中的一种或两种以上任意比例的混合物。


2.如权利要求1所述缓释碳源填料，其特征在于，所述相容剂由重量比为2：1的接枝PET和丙烯酸酯类共聚物组成，所述接枝PET为醋酸乙烯接枝PET或丙烯酸接枝PET。


3.如权利要求1或2所述缓释碳源填料，其特征在于，所述润滑剂由重量比为20：1：1的碳酸钙、硬脂酸和单甘脂组成。


4....

【专利技术属性】
技术研发人员：韩硕，
申请(专利权)人：江苏瑞杰特环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32