本发明专利技术属于生物填料表面改性领域，本发明专利技术提供一种麦饭石粉改性生物填料及其制备方法，改性填料由亲水改性填料表面涂敷生物亲和性涂料得到，制备方法包括如下步骤：将聚乙烯填料、麦饭石分别清洗后干燥，清洗干燥后的聚乙烯填料在表面处理液中浸泡，得经液相氧化过的聚乙烯填料；将清洗干燥后的麦饭石粉与可生物降解粘结剂溶液混合均匀，制得改性粘结胶液；将经液相氧化过的聚乙烯填料放入改性粘结胶液中浸泡；而后干燥至固化，得麦饭石粉改性填料。该麦饭石粉改性填料可用于处理各类废水。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物填料表面改性领域，具体是涉及利用麦饭石粉改性生物填料表面性能的方法。
技术介绍
1、有机高分子填料如聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)等由于具有更高的孔隙率、更高的比表面积和更易操作的特点而广泛应用于废水生物处理中，但其材料表面往往粗糙度较低、亲水性较差，不利于微生物附着，从而导致挂膜速度较慢等问题，故往往对其进行亲水、生物亲和性改性处理以提高处理效率。
2、麦饭石粉主要成分是无机的硅铝酸盐，具有良好的生物亲和性，此外麦饭石粉还含有多种氨基酸以及钾、钠、钙、镁、铜、铁等生物体必需的微量元素。因此将麦饭石粉用于生物填料的改性剂，不仅能够提高填料表面的亲水性和生物亲和性，且还能为填料表面的微生物提供营养组分，促进微生物的生长，有效地改善生物填料的挂膜性能。
3、采用麦饭石粉对有机高分子填料进行改性，目前主要有两种技术方案，一种方法是先将改性剂颗粒与聚合物共混，然后再采用挤出或注塑成型的方式加工成填料，如中国专利技术专利03140386.7在高分子基材中混入生物亲和物质、亲水性物质、磁粉和活性碳，再加入分散润滑剂，搅拌均匀后，投入注塑机，通过模具挤出成型，充磁后得到生物亲和性填料。但采用上述现有改性方案存在以下不足：1)采用改性剂颗粒填充共混改性生物填料，改性剂颗粒大部分分布在填料内部，只有少部分改性剂颗粒分布在填料表面，因此表面性能改善效果有限；2)采用填充共混改性方式成本较高，且改性物质间的界面相容性问题不容忽视。界面相容性差会导致材料的力学性能和致密性下降、表面质量差等一系列缺陷。
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p>4、另外一种方案是将改性剂颗粒直接涂敷在已成型的生物填料表面，如中国专利技术专利200610052258.1公开的技术方案是将甲壳素、淀粉、植物等粉末与聚丙酸酯或聚乙烯缩甲乙醛胶乳混合后，然后借助胶乳的粘结作用，一起涂装在填料表面，溶剂挥发后，改性剂颗粒被涂层粘结在生物填料表面。但采用上述现有改性方案存在以下不足：1)采用聚丙酸酯或聚乙烯缩甲乙醛胶乳将改性剂颗粒粘附到填料表面时，改性剂颗粒会被聚合物胶乳所包裹，无法直接与废水和微生物接触，改性剂的营养组分也很难释放出来，无法充分体现改性剂的亲水、亲生物、富含营养组分的优势；2)采用聚丙酸酯或聚乙烯缩甲乙醛胶乳将改性剂颗粒粘附到填料表面，聚合物胶乳会堵塞填料本身孔隙，降低微生物与填料的接触面积，影响了废水与微生物之间的传质性能。5、针对专利技术专利200610052258.1的不足，专利技术专利201511025718.7采用可生物降解粘结剂将牡蛎壳粉涂敷到生物填料表面，所述可生物降解粘结剂溶液由相对分子质量1000～20000的聚乳酸溶解在丙酮、二氯甲烷、氯仿、乙酸乙酯或四氢呋喃溶剂形成；或者所述可生物降解粘结剂溶液由变性淀粉溶解水溶液中制成。在改性过程，能够通过调节牡蛎壳粉粒度和负载粉体的数量，能将粘附牡蛎壳粉后的填料密度控制到微大于1g/cm3，便于填料翻动和废水处理操作。挂膜过程中可生物降解的粘结剂会自动降解，粘附的牡蛎壳粉逐渐掉落，牡蛎壳粉掉落后的部位能够重新生长出生物膜。当粘附的大部分牡蛎壳粉脱落后，填料的表观密度重新调到微大于1g/cm3，与未改性的填料挂膜后的表观密度相近。但采用上述现有改性方案存在以下不足：1)牡蛎壳粉的降解过程在实际操作中不易控制，若降解过快则无法保证牡蛎壳粉的利用效率，若降解过慢则在一定程度上影响了填料的传质性能；2)可生物降解剂和牡蛎壳粉脱落后，附着在其表面的生物膜也会随之脱落，在一定程度上减少了填料表面生物量；3)相对分子质量1000～20000的聚乳酸成本过高。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是提供一种麦饭石粉改性填料及其制备方法。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供一种麦饭石粉改性生物填料的制备方法，所述改性填料由亲水改性填料表面涂敷生物亲和性涂料得到，包括如下步骤：
3、1)、将聚乙烯填料(未改性的聚乙烯填料)洗涤(从而去除填料表面的颗粒杂质)，晾干(自然晾干)，得清洗后聚乙烯填料，备用；
4、将麦饭石清洗干燥后，破碎到粒度为50～100μm，得麦饭石粉；
5、2)、将步骤1)所得的清洗后聚乙烯填料在40～60℃的表面处理液中浸泡，浸泡完毕后用纯水冲洗(从而除去填料表面的试剂残留)然后置于30～50℃温度下进行干燥；得经液相氧化过的聚乙烯填料；
6、所述表面处理液为酸性液相氧化溶液，酸性液相氧化溶液由质量浓度为1～5％的强氧化剂、质量浓度为10～50％强酸以及作为余量的纯水组成；
7、3)、将步骤1)所得的麦饭石粉与可生物降解粘结剂溶液混合均匀，制得改性粘结胶液；
8、所述麦饭石粉与可生物降解粘结剂溶液的质量比为1:40～1:70；
9、4)、将步骤2)所得的经液相氧化过的聚乙烯填料放入步骤3)所得的改性粘结胶液中浸泡；而后于30～50℃温度下进行干燥至固化(干燥固化时间约为2～4小时)，得麦饭石粉改性填料。
10、说明：此步骤4)中，浸泡是为了聚乙烯填料与改性粘结胶液充分接触，从而使得麦饭石粉粘结在聚乙烯填料表面，因此浸泡时间一般为10～30秒。
11、作为本专利技术的麦饭石粉改性生物填料的制备方法的改进：
12、所述步骤2)中的强氧化剂为高锰酸钾或重铬酸钾；所述强酸为盐酸或硫酸。
13、作为本专利技术的麦饭石粉改性生物填料的制备方法的进一步改进：
14、所述步骤2)中的浸泡时间为1～3小时；步骤4)中的浸泡时间为10～30秒。
15、作为本专利技术的麦饭石粉改性生物填料的制备方法的进一步改进：
16、所述步骤3)中的可生物降解粘结剂溶液由壳聚糖溶于溶剂所得；所述可生物降解粘结剂溶液中，壳聚糖的质量浓度为0.5～2％，所述溶剂是ph为4～5的乙酸溶液。
17、作为本专利技术的麦饭石粉改性生物填料的制备方法的进一步改进：
18、所述壳聚糖的脱乙酰度≥95％。
19、作为本专利技术的麦饭石粉改性生物填料的制备方法的进一步改进：
20、步骤1)为：将聚乙烯填料用纯水在超声波清洗机内洗涤10～15min，从而去除填料表面的颗粒杂质，自然晾干，得清洗后聚乙烯填料。
21、本专利技术还同时提供了利用如上任一方法制备而得的麦饭石粉改性生物填料。
22、本专利技术针对现有生物填料亲水性和生物亲和性较差的缺点，提出了能将液相氧化与麦饭石粉表面多孔、粗糙度高、吸附性强及碱度调节的特性相结合的改性方法，从而加快生物膜的形成，提高废水处理效率。
23、本专利技术与现有技术相比，具有以下技术优势：
24、1)、将麦饭石粉涂敷到填料表面，能使麦饭石粉的营养组分和微量元素直接释放出来，使微生物与麦饭石粉直接接触，提高麦饭石粉的利用效率，加快微生物的生长繁殖。此外，采用表面涂敷方法能够避免出现填充共混改性中界面相容性差的问题。
25、2)、麦饭石粉内部富含5-1本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.麦饭石粉改性生物填料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的麦饭石粉改性生物填料的制备方法，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的麦饭石粉改性生物填料的制备方法，其特征在于：
4.根据权利要求1～3任一所述的麦饭石粉改性生物填料的制备方法，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的麦饭石粉改性生物填料的制备方法，其特征在于：
6.根据权利要求1～5任一所述的麦饭石粉改性生物填料的制备方法，其特征在于所述步骤1)为：
7.如权利要求1～6任一方法制备而得的麦饭石粉改性生物填料。
【技术特征摘要】
1.麦饭石粉改性生物填料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的麦饭石粉改性生物填料的制备方法，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的麦饭石粉改性生物填料的制备方法，其特征在于：
4.根据权利要求1～3任一所述的麦饭石粉改性生物填...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘德钊，肖天宇，覃发挥，叶章颖，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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