[發(fā)明專利]一種生物濾池中凈化養(yǎng)殖廢水的納米生物填料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410306161.3
• 申請(qǐng)日: 2014-07-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104085979A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王龍;邵孝侯;尹超;毛欣宇;塔法;沈珊珊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河海大學(xué);南京寧雅環(huán)境科技有限公司
• 主分類號(hào): C02F3/10
• 分類號(hào): C02F3/10;C12N11/14
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 曹翠珍

技術(shù)領(lǐng)域

????本發(fā)明涉及水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水的凈化處理領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近年來(lái)集約化水產(chǎn)養(yǎng)殖在國(guó)內(nèi)外迅速發(fā)展，在我國(guó)尤為迅猛，我國(guó)的養(yǎng)殖產(chǎn)量已占到世界總養(yǎng)殖產(chǎn)量的2/3左右。但由于我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖仍采用大引大排的方式，而且在水產(chǎn)養(yǎng)殖過(guò)程中投放的飼料殘余和魚(yú)、蝦、蟹類排泄物形成的污染物對(duì)養(yǎng)殖水、塘底等造成了污染，使得養(yǎng)殖水體水質(zhì)惡化和富營(yíng)養(yǎng)化，其排放對(duì)周邊水域環(huán)境和生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的危害。

目前，利用微生物技術(shù)處理污水的研究和應(yīng)用在國(guó)內(nèi)外已十分普遍。水產(chǎn)養(yǎng)殖過(guò)程中也常有人用微生物制劑來(lái)處理底泥的有機(jī)污染物、凈化養(yǎng)殖水質(zhì)，抑制病原微生物。從健康生態(tài)養(yǎng)殖的理念來(lái)看，養(yǎng)殖水體的微生物處理方法具有廣闊的應(yīng)用前景，而固定化微生物技術(shù)則是對(duì)微生物技術(shù)處理污水方面的很好的工藝改進(jìn)，它具有生物濃度易控制、耐毒害能力強(qiáng)、反應(yīng)迅速、菌種流失少、產(chǎn)物分離容易等特點(diǎn)，研究和應(yīng)用都表明固定化微生物技術(shù)在地表水、生活污水和水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水處理中有良好的凈化效果。

在池塘循環(huán)水養(yǎng)殖工程中，濾料是影響曝氣生物濾池凈化廢水的關(guān)鍵組成部分，對(duì)曝氣生物濾池的凈化功效有直接的影響，同時(shí)也影響到曝氣生物濾池的結(jié)構(gòu)形式和建設(shè)成本。目前，常用的濾料有石英砂、陶粒及塑料制品(合成纖維、聚苯乙烯小球、波紋板等)?。石英砂粒由于密度大，比表面積、孔隙率小，當(dāng)污水流經(jīng)濾層時(shí)阻力很大，生物量少，因此濾池負(fù)荷不高、水頭損失大。陶粒和塑料制品作填料時(shí)濾池負(fù)荷較大、水頭損失較小，但是其有機(jī)物的去除率不高，尤其是重金屬離子的去除效果不好。??

發(fā)明內(nèi)容：

?發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是提供一種生物濾池中凈化養(yǎng)殖廢水的納米生物填料及其制備方法，是利用納米技術(shù)和微生物發(fā)酵技術(shù)，將大量有效微生物固定在含復(fù)合納米材料的直徑為10mm左右的多孔顆粒中，解決水產(chǎn)養(yǎng)殖引起的水質(zhì)劣化問(wèn)題和池塘循環(huán)水養(yǎng)殖工程的問(wèn)題。

技術(shù)方案：

一種在生物濾池中凈化養(yǎng)殖廢水的納米生物填料，包括：吸附載體顆粒和載體浸漬的EM復(fù)壯液；

其中EM復(fù)壯液是EM原液、糖蜜、去離子水按5%：5%：90%的體積百分比混合后在密閉條件下、37oC發(fā)酵7-8天的產(chǎn)物；

吸附載體顆粒是復(fù)合納米粉末、高嶺土粉、改性的熱活化膨潤(rùn)土按25%-30%：30%-40%：30%-45%的質(zhì)量比混合后，壓縮得到的直徑為10mm的顆粒；其中，改性的熱活化膨潤(rùn)土是膨潤(rùn)土原土經(jīng)二乙胺基二硫代甲酸鈉改性的產(chǎn)物；復(fù)合納米粉末是納米氧化鋁、納米二氧化鈦和納米二氧化硅以1-5g：10-20g：0.5-1g的質(zhì)量比混合后程序升溫至500-600℃，保溫12-24小時(shí)燒結(jié)的產(chǎn)物。該納米生物填料孔容積為0.1-2mL/g，細(xì)胞吸附量可達(dá)到550-650mg/g，比表面積為600-1300?m2/g，且穩(wěn)定性強(qiáng)。

所述的程序升溫是從100℃開(kāi)始升溫，以每分鐘10℃的升溫速率升溫至500-600℃。

其中，納米SiO₂粒徑在20-40nm之間，納米二氧化鈦粒徑在15-50nm之間，納米氧化鋁粒徑在30-35nm之間。

一種在生物濾池中凈化養(yǎng)殖廢水的納米生物填料的制備方法，其特征在于步驟如下：

（1）將納米氧化鋁、納米二氧化鈦和納米二氧化硅以1-5g：10-20g：0.5-1g的質(zhì)量比混勻，置于控溫爐中，從100℃開(kāi)始升溫，以每分鐘10℃的升溫速率升溫至500-600℃，保持恒溫狀態(tài)12-24小時(shí)，使之充分混合分解，得到復(fù)合納米粉末。???

（2）稱取膨潤(rùn)土原土50g，用去離子水稀釋成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.?1?%的膨潤(rùn)土懸浮液，然后將二乙胺基二硫代甲酸鈉和膨潤(rùn)土懸浮液按0.07：1的質(zhì)量體積比（g/L）混勻，在80℃水浴鍋中攪拌5h，靜置、離心、水洗3次，于室溫下風(fēng)干，過(guò)100目篩，在110℃下恒溫1h，得到改性的熱活化膨潤(rùn)土。

（3）?將復(fù)合納米粉末、高嶺土粉、改性的熱活化膨潤(rùn)土清洗后，以25%-30%：30%-40%：30%-45%的質(zhì)量比攪拌混勻，并壓縮得到直徑為10mm左右的載體顆粒。

（4）將EM原液、糖蜜、去離子水按5%：5%：90%的體積百分比混合得到EM復(fù)壯液，在密閉條件下，將EM復(fù)壯液其放入恒溫培養(yǎng)箱中發(fā)酵7-8天，發(fā)酵溫度為37oC。

（5）將步驟（3）獲得的載體顆粒放入步驟（4）發(fā)酵完成的EM復(fù)壯液中培養(yǎng)3天，取出后常溫放置2天，制成具有生物活性的納米生物填料。