[0001]
本申请涉及废旧材料处理技术领域，具体而言，涉及一种木塑复合材料回收利用进行污水处理的方法。
背景技术：
[0002]
木塑复合材料是国内外近年蓬勃兴起的一类环保的新型复合材料，指利用聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等，代替通常的树脂胶粘剂，与超过50％以上的木粉、稻壳、秸秆等废植物纤维混合成新的木质材料，再经挤压、模压、注射成型等塑料加工工艺，生产出的板材或型材。
[0003]
主要用于建材、家具、物流包装等行业。将塑料和木质粉料按一定比例混合后经热挤压成型的板材，称之为挤压木塑复合板材。其，具有良好的加工性能。木塑复合材料内含塑料和纤维，因此，木塑复合材料，具有同木材相类似的加工性能，可锯、可钉、可刨，使用木工器具即可完成，且握钉力明显优于其他合成材料。具有良好的强度性能以及耐水、耐腐性能，使用寿命长。同时，具有优良的可调整性能，通过助剂，塑料可以发生聚合、发泡、固化、改性等改变，从而改变木塑材料的密度、强度等特性，还可以达到抗老化、防静电、阻燃等特殊要求。
[0004]
木塑材料有其优点，最主要用途之一是替代实体木材在各领域中的应用，其中运用最广泛的是在建筑产品方面，占木塑复合用品总量的75％。木塑复合材料的配方以及制备方法，是目前研究的热点，例如公开(公告)号为：cn103102572a的中国专利，公开了一种聚烯烃木塑复合材料，按重量份计是由以下组份共混挤出成型：聚烯烃树脂20～80份，植物纤维粉末20～80份，相容剂2～8份，润滑剂1～8份，抗氧剂0.1～1份，且润滑剂中含有季戊四醇四苯甲酸酯。该复合材料的平衡扭矩为3.2～8.4nm，弯曲强度为30.1～66.3mpa，弯曲模量为0.89～22.6
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104mpa。又如公开(公告)号为cn109912875a的中国专利，公开了一种制备方法，以生物质材料或纤维素为原料，通过膨润-磷酸溶解-球磨法高效制备微纳纤维素。将其添加到木塑复合材料中改善其综合应用性能。该发明制备木塑复合材料的具体步骤为：制备微纳纤维素与植物纤维的预混物1；将预混物1与木塑复合材料配方中其他组分混合，得到预混物2；预混物2的造粒与成型，得到微纳纤维素改性的木塑复合材料。
[0005]
然而，随着木塑复合材料的应用越来越广泛，废旧的木塑复合材料的如何回收处理，也成了一个需要解决的问题，因此，能否将废旧的木塑材料，循环利用，开发其二次价值，是值得研究的课题。
技术实现要素：
[0006]
发明目的：针对现有技术中的不足之处，本发明提供了一种木塑复合材料回收利用进行污水处理的方法。
[0007]
技术方案：本发明所提供的木塑复合材料回收利用进行污水处理的方法，包括：将废弃的木塑复合材料清洗，清洗后进行粉碎，筛选粒径为0.1～1.5cm的颗粒，将上述颗粒浸
泡于含有二烷氧基苯乙酮的溶液中，加热温度至80～90℃，不停的搅拌，同时给予紫外光的照射，照射时长为10～12小时，取出后，与活性碳酸钙混合，在120～150℃下进行热压，压制成型后，得到多孔材料；对所述多孔材料进行表面改性，改性后的多孔材料装入反应器中，通入污水，调节ph值，控制水温，添加营养液，然后进行曝气操作，同时进行氧气补充，以保持水中的溶解氧的浓度为2～4mg/l，曝气6～7天，生物膜挂膜完成。
[0008]
本发明用于挂膜形成好氧菌生物膜，因此控制溶解氧在2-4mg/l的范围可以保证好氧菌适当生长以增大挂膜量，该范围下的溶解氧数值是好氧污水所达不到的，因此曝气操作可以进行氧气补充。
[0009]
具体的，所述的环保木塑复合材料为树脂与植物纤维的复合材料，所述的植物纤维含量大于50％，所述的树脂为热塑型树脂，所述的热塑型树脂可以是非极性的、弱极性的、极性的。非极性的，这类树脂如聚乙烯、聚丁二烯、聚四氟乙烯。弱极性的，这类树脂如聚苯乙烯、聚异丁烯、天然橡胶等。极性的这类树脂如聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯等。本发明分别选用其中的聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯，进行试验，结果显示，本发明的处理方法最适用于，所述的热塑型树脂为聚乙烯的木塑复合材料。究其原因，可能是紫外光对于聚乙烯的降解作用。
[0010]
具体的，本发明所述的二烷氧基苯乙酮为二乙氧基苯乙酮。
[0011]
具体的，本发明所述紫外光的照射强度大于150μw/cm。
[0012]
具体的，本发明所述的表面改性，选用表面活性剂十二烷基二甲基胺乙内酯进行浸泡处理。
[0013]
具体的，通入污水后，调节条件为：控制ph值为6.8～7.5，控制水的温度为20～30℃。
[0014]
具体的，所述的营养液为：葡萄糖15～20份、磷酸二氢钾3～5份、磷矿粉0.5～1.5份、硝酸钙2～5份、氯化钾1～2份、水100份。，所述营养液用于培养好氧菌，以提高最终的生物膜附着量，所述磷矿粉、硝酸钙份以及氯化钾用于提供生长所需矿物质元素。对于本发明来说优选的，所述营养液的组成和含量为：葡萄糖18份、磷酸二氢铵4份、四水硝酸钙3份、硝酸钾1份、复硝酚钠1份、水1000份。
[0015]
具体的，所述的曝气操作，气水比为30～40:1。本发明所得到的多孔材料所得到不同于现有的聚乙烯材质的挂膜载体，其具有比表面积大，吸水性好，即使是在不曝气的情况下，也可以达到一定的流化度。因此，本发明选择较低的气水比，可以有利于营养液与填料表面的充分接触。
[0016]
进一步的改进，木塑复合材料回收利用进行污水处理的方法，包括：将废弃的木塑复合材料清洗，清洗后进行粉碎，筛选粒径为0.1～1.5cm的颗粒，将上述颗粒浸泡于含有二烷氧基苯乙酮的溶液中，加热温度至80～90℃，不停的搅拌，同时给予紫外光的照射，照射时长为10～12小时，取出后，再置于氨溶液中浸泡，浸渍时间为5～8小时，浸渍结束与活性碳酸钙混合，在120～150℃下进行热压，压制成型后，得到多孔材料；对所述多孔材料进行表面改性，改性后的多孔材料装入反应器中，通入污水，调节ph值，控制水温，添加营养液，然后进行曝气操作，同时进行氧气补充，以保持水中的溶解氧的浓度为2～4mg/l，曝气6～7天，生物膜挂膜完成。
[0017]
具体的，所述氨水的浓度为氨水的浓度为8wt％。
[0018]
有益效果：本发明对木塑复合材料进行回收利用，创造性的利用其原有的成分，制备得到适合进行生物挂膜的多孔材料，挂膜完成后，可以有效的进行污水处理。变废为宝，有利于环境的保护。
[0019]
采用本发明所述的方法，可以在不增加孔隙率的情况下(即维持较强度不降低的前提下)增大比表面积，更加适合进行生物挂膜。从挂膜完成后的生物膜量来看，本发明所述方法的得到的多孔材料有利于微生物的附着和生长。
具体实施方式
[0020]
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。
[0021]
实施例1
[0022]
将废弃的木塑复合材料清洗，清洗后进行粉碎，筛选粒径为0.1～1.5cm的颗粒，将上述颗粒浸泡于含有二乙氧基苯乙酮的溶液中，加热温度至80～90℃，不停的搅拌，同时给予紫外光的照射，照射时长为10～12小时，取出后，与活性碳酸钙混合，在120～150℃下进行热压，压制成型后，得到多孔材料；
[0023]
测得：孔隙率为35％，比表面积为86m2/g，吸水能力：自重的5.2倍。
[0024]
本实施例制备得到的多孔材料，可以用于生物挂膜。
[0025]
实施例2
[0026]
将废弃的木塑复合材料清洗，清洗后进行粉碎，筛选粒径为0.1～1.5cm的颗粒，将上述颗粒浸泡于含有二乙氧基苯乙酮的溶液中，加热温度至80～90℃，不停的搅拌，同时给予紫外光的照射，照射时长为10～12小时，取出后，与活性碳酸钙混合，在120～150℃下进行热压，压制成型后，得到多孔材料；
[0027]
测得：孔隙率为27％，比表面积为67m2/g，吸水能力：自重的5.1倍。
[0028]
本实施例制备得到的多孔材料，可以用于生物挂膜。
[0029]
实施例3
[0030]
将废弃的木塑复合材料清洗，清洗后进行粉碎，筛选粒径为0.1～1.5cm的颗粒，将上述颗粒浸泡于含有二乙氧基苯乙酮的溶液中，加热温度至80～90℃，不停的搅拌，同时给予紫外光的照射，照射时长为10～12小时，取出后，与活性碳酸钙混合，在120～150℃下进行热压，压制成型后，得到多孔材料；
[0031]
测得：孔隙率为23％，比表面积为61m2/g，吸水能力：自重的5.0倍。
[0032]
本实施例制备得到的多孔材料，可以用于生物挂膜。
[0033]
实施例1～实施例3所处理的废弃材料成分不同，所得试验数据如下表所示：
[0034][0035]
从表中可以看出本发明针对，主要含聚乙烯的废弃木塑复合材料的处理，所得材料的孔隙率较高。
[0036]
实施例4
[0037]
将实施例1所得的多孔材料进行表面改性，所用的表面活性剂为十二烷基二甲基胺乙内酯。将改性后的多孔材料装入反应器中，通入污水，调节ph值，范围为6.8～7.5，控制水的温度为20～30℃，向其中添加营养液，所述的营养液的组成及含量为：葡萄糖18份、磷酸二氢铵4份、四水硝酸钙3份、硝酸钾1份、复硝酚钠1份、水1000份。然后进行曝气操作，曝气操作的气水比为30～40:1。曝气的同时进行氧气补充，以保持水中的溶解氧为2～4mg/l，连续曝气6～7天，生物膜挂膜完成。
[0038]
生物膜挂膜完成的标准为cod去除率达45％，氨氮去除率达55％。挂膜完成后，生物膜量为98～105mg/g。
[0039]
实施例5
[0040]
与实施例4的步骤，基本相同，不同之处在于，采用实施例2所制备得到的多孔材料。
[0041]
生物膜挂膜完成的标准为cod去除率达45％，氨氮去除率达55％。挂膜完成后，生物膜量为68～72mg/g。
[0042]
实施例6
[0043]
与实施例4的步骤，基本相同，不同之处在于，采用实施例3所制备得到的多孔材料。生物膜挂膜完成的标准为cod去除率达45％，氨氮去除率达55％。挂膜完成后，生物膜量为60～65mg/g。
[0044]
实施例4～实施例6，挂膜完成后，继续进行试验。污水进水的cod为450mg/l，12天后，对cod进行检测，具体数据如下表所示
[0045] 时间cod氨氮去除率实施例412天29mg/l97.5％实施例512天35mg/l95.3％实施例612天41mg/l90.8％
[0046]
从实施例1～实施例6的实验结果可以看出，多孔材料的孔隙率、比表面积对生物膜附着性能有影响。
[0047]
微生物的表面积、表面粗糙度形成初期生物膜的主要因素。大的比表面积、粗糙度提高了载体对微生物的捕捉能力。
[0048]
表面粗糙度大的载体对水流具有更强的重新分布能力使反应器内水流对载体上生物膜的剪切力变小，同时为微生物与基质之间的混合和接触提供了有利的内环境，促进了生物膜在填料表面的积累。
[0049]
粗糙表面比光滑表面具有更厚的层流边界层，能提供良好的静态水力学环境从而避免水流剪切力对附着微生物增长的不利影响，所以在生物膜形成的最初阶段，较大的比表面积、表面粗糙度可使生物膜的形成速度加快。
[0050]
进一步的，对实施例1的多孔材料进行研究。
[0051]
实施例7
[0052]
将废弃的木塑复合材料清洗，清洗后进行粉碎，筛选粒径为0.1～1.5cm的颗粒，将上述颗粒浸泡于含有二乙氧基苯乙酮的溶液中，加热温度至80～90℃，不停的搅拌，同时给予紫外光的照射，照射时长为10～12小时，取出后，晾干，再置于氨溶液中浸泡，氨水的浓度为8％，浸渍时间为5～8小时，浸渍结束与活性碳酸钙混合，在120～150℃下进行热压，压制成型后，得到多孔材料；
[0053]
测得：孔隙率为31％，比表面积为107m2/g，吸水能力：自重的5-6倍。
[0054]
通过实施例7发现，增加氨水的处理，可以在不增加孔隙率的情况下，增加比表面积，本发明的原材料为木塑复合材料，植物纤维通常在50％以上，本发明通过氨水的作用来削弱纤维素和半纤维素之间的氢键及皂化半纤维素和木质素之间的酯键。氨水处理后的木质纤维具有更多的空心，因此处理后的机制更适合生物挂膜。
[0055]
实施例8
[0056]
将实施例7所得的多孔材料进行表面改性，所用的表面活性剂为十二烷基二甲基胺乙内酯。将改性后的多孔材料装入反应器中，通入污水，调节ph值，范围为6.8～7.5，控制水的温度为20～30℃，向其中添加营养液，所述的营养液的组成及含量为：葡萄糖18份、磷酸二氢铵4份、四水硝酸钙3份、硝酸钾1份、复硝酚钠1份、水1000份。然后进行曝气操作，曝气操作的气水比为30～40:1。曝气的同时进行氧气补充，以保持水中的溶解氧为2～4mg/l，连续曝气6～7天，生物膜挂膜完成。
[0057]
生物膜挂膜完成的标准为cod去除率达45％，氨氮去除率达55％。挂膜完成后，生物膜量为120～125mg/g。
[0058]
实施例9
[0059]
与实施例4的步骤，基本相同，不同之处在于，所述的营养液的组成及含量为：葡萄糖15份、磷酸二氢铵3份、四水硝酸钙2份、硝酸钾1份、复硝酚钠0.5份、水1000份。
[0060]
实施例10
[0061]
与实施例4的步骤，基本相同，不同之处在于，所述的营养液的组成及含量为：葡萄糖20份、磷酸二氢铵5份、四水硝酸钙5份、硝酸钾2份、复硝酚钠1.5份、水1000份。
[0062]
实施例8～实施例10，继续进行试验。污水进水的cod为450mg/l，12天后，对cod进行检测，并与实施例4进行对比，具体数据如下表所示
[0063] 时间cod氨氮去除率实施例412天29mg/l97.5％
实施例812天10mg/l98.9％实施例912天14mg/l98.7％实施例1012天13mg/l98.5％
[0064]
从上述试验结果可以看出，经过氨水处理所得到的多孔材料，更加适合用于后续的处理。究其原因，应该是比表面积的增加，以及表面粗糙度的增加。
[0065]
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请。
技术特征：
1.一种木塑复合材料回收利用进行污水处理的方法，其特征在于，包括：将废弃的木塑复合材料清洗，清洗后进行粉碎，筛选粒径为0.1～1.5cm的颗粒，将上述颗粒浸泡于含有二烷氧基苯乙酮的溶液中，加热温度至80～90℃，不停的搅拌，同时给予紫外光的照射，照射时长为10～12小时，取出后，与活性碳酸钙混合，在120～150℃下进行热压，压制成型后，得到多孔材料；对所述多孔材料进行表面改性，改性后的多孔材料装入反应器中，通入污水，调节ph值，控制水温，添加营养液，然后进行曝气操作，同时进行氧气补充，以保持水中的溶解氧的浓度为2～4mg/l，曝气6～7天，生物膜挂膜完成。2.根据权利要求1所述的木塑复合材料回收利用进行污水处理的方法，其特征在于，所述的环保木塑复合材料为树脂与植物纤维的复合材料，所述的植物纤维含量大于50％，所述的树脂为热塑型树脂，所述的热塑型树脂为聚乙烯。3.根据权利要求1所述的木塑复合材料回收利用进行污水处理的方法，其特征在于，所述的二烷氧基苯乙酮为二乙氧基苯乙酮。4.根据权利要求1所述的木塑复合材料回收利用进行污水处理的方法，其特征在于，所述紫外光的照射强度大于150μw/cm。5.根据权利要求1所述的木塑复合材料回收利用进行污水处理的方法，其特征在于，所述的表面改性，选用表面活性剂十二烷基二甲基胺乙内酯进行浸泡处理。6.根据权利要求1所述的木塑复合材料回收利用进行污水处理的方法，其特征在于，通入污水后，调节条件为：控制ph值为6.8～7.5，控制水的温度为20～30℃。7.根据权利要求1所述的木塑复合材料回收利用进行污水处理的方法，其特征在于，所述的营养液的成分及含量为：葡萄糖15～20份、磷酸二氢铵3～5份、四水硝酸钙2～5份、硝酸钾1～2份、复硝酚钠0.5～1.5份、水1000份。8.根据权利要求1所述的木塑复合材料回收利用进行污水处理的方法，其特征在于，所述的曝气操作，气水比为30～40:1。9.根据权利要求1所述的木塑复合材料回收利用进行污水处理的方法，其特征在于，将废弃的木塑复合材料清洗，清洗后进行粉碎，筛选粒径为0.1～1.5cm的颗粒，将上述颗粒浸泡于含有二烷氧基苯乙酮的溶液中，加热温度至80～90℃，不停的搅拌，同时给予紫外光的照射，照射时长为10～12小时，取出后，再置于氨溶液中浸泡，浸渍时间为5～8小时，浸渍结束与活性碳酸钙混合，在120～150℃下进行热压，压制成型后，得到多孔材料；对所述多孔材料进行表面改性，改性后的多孔材料装入反应器中，通入污水，调节ph值，控制水温，添加营养液，然后进行曝气操作，同时进行氧气补充，以保持水中的溶解氧的浓度为2～4mg/l，曝气6～7天，生物膜挂膜完成。10.根据权利要求1所述的木塑复合材料回收利用进行污水处理的方法，其特征在于，所述氨水的浓度为氨水的浓度为8wt％。
技术总结
本发明公开了一种木塑复合材料回收利用进行污水处理的方法，将废弃的木塑复合材料清洗，清洗后进行粉碎，颗粒浸泡于含有二烷氧基苯乙酮的溶液中，加热温度至80～90℃，不停的搅拌，同时给予紫外光的照射，照射时长为10～12小时，取出后，与活性碳酸钙混合，在120～150℃下进行热压，压制成型后，得到多孔材料；进行表面改性，改性后的多孔材料装入反应器中，通入污水，调节pH值，控制水温，添加营养液，然后进行曝气操作，同时进行氧气补充，曝气6～7天，生物膜挂膜完成。本发明对木塑复合材料进行回收利用，创造性地利用其原有的成分，制备得到适合进行生物挂膜的多孔材料，挂膜完成后，可以有效的进行污水处理。变废为宝，有利于环境的保护。的保护。
技术开发人、权利持有人：杨永生
