[發(fā)明專利]一種淋濾式疊加濕地用反硝化緩釋碳源材料及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010183728.8
• 申請(qǐng)日: 2020-03-16
• 公開（公告）號(hào): CN111348749A
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 柯凡;刁飛;潘成榮;張瀏;孫宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院南京地理與湖泊研究所
• 主分類號(hào): C02F3/32
• 分類號(hào): C02F3/32;C02F3/28;C02F101/16
• 代理公司: 北京華際知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11676
• 代理人: 張文杰

本發(fā)明公開了一種淋濾式疊加濕地用反硝化緩釋碳源材料及其制備方法，所述碳源材料的組分包括果殼和聚己酸內(nèi)酯，所述果殼、聚己酸內(nèi)酯的體積比為2:1。本申請(qǐng)利用果殼和聚己酸內(nèi)酯混合作為外加碳源材料組分，并對(duì)其進(jìn)行加工，制備得到的球形碳源材料的粒徑均勻分布，且由于在聚己酸內(nèi)酯中添加了果殼，果殼與聚己酸內(nèi)酯的體積比為2:1，這樣大大降低了生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品的實(shí)用性，該碳源材料可廣泛應(yīng)用于多種工況中，應(yīng)用前景高。本發(fā)明組分設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡單優(yōu)化，得到的碳源材料不僅能夠?yàn)榉聪趸^程提供碳源，而且依據(jù)其特殊的結(jié)構(gòu)，充分保證濕地透水效率，成本低，具有較高實(shí)用性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及人工濕地領(lǐng)域，具體是一種淋濾式疊加濕地用反硝化緩釋碳源材料及其制備方法。

背景技術(shù)

人工濕地有較好的水質(zhì)凈化效果與生態(tài)效益，但城市及周邊通常土地緊張不利于濕地的大型應(yīng)用，現(xiàn)如今，有課題組構(gòu)建了一種復(fù)合型的淋濾式疊加濕地對(duì)低污染城市河流進(jìn)行水質(zhì)凈化，該濕地將兩級(jí)濕地結(jié)構(gòu)垂直疊加組合，可提高土地利用率，然而由于原水中缺乏碳源材料，TN去除效果仍不十分理想。為解決此問題，考慮外加碳源材料的方式提高碳氮比、強(qiáng)化微生物的反硝化作用，從而提高淋濾式疊加濕地的脫氮效果。

人工濕地常用的外加碳源材料可以主要分為三類：1)傳統(tǒng)低分子碳源材料，如甲醇、乙酸鈉、乙醇[6]等。這類碳源材料雖然容易被微生物降解，反硝化菌的利用率高，但通常需要以溶液形式隨進(jìn)水投加，配合不好會(huì)增大出水的CODCr濃度。

2)纖維素類天然生物質(zhì)材料有機(jī)物，如蘆葦、秸稈等。但是這類物質(zhì)材料來源廣泛并且價(jià)格低廉主要有機(jī)物是纖維素，比較難降解，需要的停留時(shí)間較長，而且其中的有機(jī)質(zhì)釋放得不到有效地控制，但機(jī)械強(qiáng)度不高，還有一些植物碳源材料反硝化會(huì)產(chǎn)生較多的N2O(溫室氣體)，因而限制了其使用范圍。

3)可生物降解的聚合物，如聚己酸內(nèi)酯、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚β-羥基丁酸戊酸酯PHBV等，但價(jià)格昂貴，市場前景低。

由于現(xiàn)有技術(shù)中所使用的外加碳源材料均存在其缺點(diǎn)，至今沒有一個(gè)較優(yōu)異的碳源材料出現(xiàn)，這給我們的研究帶來不便；因此針對(duì)該問題，我們需要設(shè)計(jì)一種性能優(yōu)異、成本低的淋濾式疊加濕地用反硝化緩釋碳源材料。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種淋濾式疊加濕地用反硝化緩釋碳源材料及其制備方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種淋濾式疊加濕地用反硝化緩釋碳源材料，所述碳源材料的組分包括果殼和聚己酸內(nèi)酯，所述果殼、聚己酸內(nèi)酯的體積比為2:1。

較優(yōu)化的方案，所述果殼為核桃殼或夏威夷果殼。

本發(fā)明中公開了一種淋濾式疊加濕地用反硝化緩釋碳源材料，該碳源材料的組分包括果殼和聚己酸內(nèi)酯，在現(xiàn)有技術(shù)中，果殼通常會(huì)作為外加碳源材料添加，但其粒徑大小不同，在添加至填料層中后，較大粒徑的果殼會(huì)堵塞填料層中公分石之間的空隙，會(huì)對(duì)反硝化作用及水流流動(dòng)造成影響，降低凈化效率；而聚己酸內(nèi)酯的價(jià)格非常高昂，單純由聚己酸內(nèi)酯作為外加碳源材料，其應(yīng)用前景低，無法大規(guī)模投放，成本高。

因此，本申請(qǐng)利用果殼和聚己酸內(nèi)酯混合作為外加碳源材料組分，并對(duì)其進(jìn)行加工，制備得到的球形碳源材料的粒徑均勻分布，且由于在聚己酸內(nèi)酯中添加了果殼，果殼與聚己酸內(nèi)酯的體積比為2:1，這樣大大降低了生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品的實(shí)用性，該碳源材料可廣泛應(yīng)用于多種工況中，應(yīng)用前景高。

較優(yōu)化的方案，所述碳源材料加工成球形結(jié)構(gòu)，所述球形結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)置有若干個(gè)通孔，所述通孔相互交錯(cuò)設(shè)置。