[發明專利]可掛膜厭氧生物菌群的多孔礦物顆粒及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201811346727.X
• 申請日: 2018-11-13
• 公開（公告）號: CN109354180A
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發明（設計）人: 杜玉成;靳翠鑫;王義成;李楊;牛炎;李生輝;谷恒學
• 申請（專利權）人: 北京工業大學;吉林省嘉鵬硅藻土研發有限責任公司
• 主分類號: C02F3/28
• 分類號: C02F3/28;C02F3/32
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

本發明提供了一種可掛膜厭氧生物菌群的多孔礦物顆粒及其制備方法和應用。該多孔礦物顆粒由包括如下重量份的原料制得：天然多孔礦物30～70份、海泡石1～15份、膨潤土5～25份和氫氧化鈣5～20份。本發明通過將天然多孔礦物與海泡石、膨潤土與氫氧化鈣有機結合造粒，在充分利用天然多孔礦物吸附特征的同時，可以營造一個有利于厭氧生物菌和植物生長的平臺，從而形成一個仿效大自然水體凈化的生態系統。

技術領域

本發明涉及水體修復劑領域，更具體地，涉及一種可掛膜厭氧生物菌群的多孔礦物顆粒及其制備方法和應用。

背景技術

河、湖、溝渠、魚塘等流動水系的污染(多以微污染呈現)治理難度大，主要原因在于其流域面積廣、無動力電源支持，導致一些傳統的污水治理方法很難實施。如好氧生化法的曝氣、物理或化學法中的攪拌與水體輸送、濃縮過濾等需要動力支持的工藝方法；即便是常規的化學藥劑法，由于該類水體涉及生態環保問題，也受到很大限制(有些化學藥劑被禁止使用)。此類水體污染治理符合現實需要，但目前又缺乏常規有效的方法。

采用模擬自然界水的自然凈化過程，如水經過土壤中礦物過濾、吸附、離子交換、生物轉化、植物根系吸收等，是一個很好的方向。因其不需要動力消耗和不產生環境污染，非常適合該類水體污染治理，近年來倍受環保行業及研究者的關注，尤其是厭氧生物菌的生物強化法再配合吸附過濾法，已有小規模應用，并有較好效果。但也存在一些問題，其一是流動水體非常容易導致厭氧生物菌的流失、無法保障厭氧生物菌濃度或數量，從而嚴重影響治理效果；其二是厭氧生物菌在消納水體中污染物后，會同時產生污泥，無法及時清除處理，同樣會造成二次污染。采用天然多孔粘土類礦物顆粒模塊化組裝可浮動于水體中的載體巢穴來培育厭氧生物菌菌群，可實現無能源消耗的生物強化處理體系，同時在粘土類礦物表面培植水生植物，用于吸收生物菌消納的后繼污染物(該類污染物同時也是植物的營養物)，并利用多孔礦物的吸附特性來凈化水體中懸浮污染物(SS)，可有效解決上述問題。但技術關鍵在于天然多孔粘土類礦物顆粒制備，因多孔粘土礦物(如硅藻土、膨潤土、沸石等)，多為超細的粉體(細度為1～30微米，μm)，形成的聚堆積體，滲水性差；同時也不利于生物菌的附著。

發明內容

本發明的第一目的在于提供一種可掛膜厭氧生物菌群的多孔礦物顆粒，該多孔礦物顆粒由包括如下重量份的原料制得：天然多孔礦物30～70份、海泡石1～15份、膨潤土5～25份和氫氧化鈣5～20份。

本發明通過將天然多孔礦物與海泡石、膨潤土與氫氧化鈣有機結合造粒，在充分利用天然多孔礦物吸附特征的同時，可以營造一個有利于厭氧生物菌和植物生長的平臺，從而形成一個仿效大自然水體凈化的生態系統。其中，石膏、水泥等其它氣硬性膠凝材料不能用在本發明中，不適用本發明的要求。

在本發明一個優選實施方式中，該多孔礦物顆粒由包括如下重量份的原料制得：天然多孔礦物30～65份、海泡石5～15份、膨潤土10～25份和氫氧化鈣8～15份。

在本發明一個優選實施方式中，天然多孔礦物為硅藻土和/或沸石。即在本發明中，天然多孔礦物可以為硅藻土、沸石或硅藻土和沸石兩者混合。硅藻土可以與膨潤土和氫氧化鈣反應形成具有一定的強度來支撐顆粒在水體中的持久穩定性。

在本發明一個優選實施方式中，所述原料中還包括可促進植物生長的復合化肥。為了更好地利于厭氧生物菌和植物的生長，更優選地是，該可促進植物生長的復合化肥為鈣鎂鉀礦物肥料1～5重量份，優選為1～3重量份。

在本發明一個優選實施方式中，所述原料中還包括水玻璃3～20重量份，優選為5～15重量份。其中，更優選地是，當天然多孔礦物含有沸石時，在原料中優選加入上述質量份的水玻璃，可以提供強度更優的強度支撐。

在本發明一個優選實施方式中，為了提高吸附過濾功能以及抗水性能，多孔礦物顆粒的直徑為5～20mm，優選為10～15mm。