CN108751390A - 一种抑藻式生物填料、其制备方法及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种抑藻式生物填料、其制备方法及其应用，是高温碳化秸秆粉和微晶纤维素混合后，挤压成型，颗粒粒径在0.5‑1mm；所述的高温碳化秸秆粉经过浸渍化感物质溶液处理；浸渍比例是：1kg的高温碳化秸秆粉浸渍在2L化感物质溶液中。微晶纤维素的添加量为10‑20%。化感物质是没食子酸、柠檬酸、乌头酸的等质量混合物；化感物质溶液的浓度是5‑10wt%。通过应用植物化感作用抑藻原理协同微晶纤维素，彻底解决蓝藻爆发，将水体蓝藻控制于低浓度水平。

Description

一种抑藻式生物填料、其制备方法及其应用

技术领域

本发明属于地表水环境生态修复领域，具体涉及一种抑藻式生物填料及其制备方法。

背景技术

随着我国人口增长，工业化、城市化的不断发展，城市化进程的不断加速，越来越多的工业废水和生活污水以点源或面源的形式进入河道，导致水质持续恶化，越来越多的河道在夏季高温来临时发生水华现象，蓝藻爆发问题日益严重。目前在河道蓝藻治理中常用的措施多为化学药剂杀藻，例如硫酸铜、强氧化物等，但均为后期治理，存在二次污染，且需反复多次施加。

填料是生物膜载体，是生物膜法处理工艺的关键部分，填料的好坏直接影响生化处理的效果。申请号为201710535339.5的专利申请公开了采用淤泥干化蓝藻制备的生物填料及其制备工艺，是采用污泥、粉煤灰以及河道淤泥，污泥、粉煤灰、河道淤泥三者混合比为3:5:4.5；外掺9%干化蓝藻和5%碳酸钙，污泥、粉煤灰、河道淤泥和干化蓝藻和碳酸钙作为原料进行混合，混合后经烘干、成形、预烧及焙烧后形成填料，污泥基生物填料对水中重金属具有吸附效果，可应用于生物滞留系统，可以削减径流量，滞后径流峰值和去除污染物的效果。但是对蓝藻处理的专属性不高。

申请号为201110089232.5的专利申请文件公开了一种用于改善水源地水质的生物膜反应器及其制备方法和应用，该生物膜反应器含有填装生物膜填料颗粒的滤网袋，所述生物膜填料颗粒为脱磷、活化、造粒定型后的生物质碳化碳，所述滤网袋表面具有富集脱氮微生物以及附着水生藻类形成的生物膜。但生物膜填料为生物质碳化碳，成分单一，性能需要再提升。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种抑藻式生物填料、其制备方法及其应用, 通过应用植物化感作用抑藻原理协同微晶纤维素，彻底解决蓝藻爆发，将水体蓝藻控制于低浓度水平。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种抑藻式生物填料，是以枯萎的芦苇秸秆为载体，高温碳化后获得碳化的秸秆粉，浸泡于化感物质溶液中，晾晒烘干后再均匀掺拌微晶纤维素，再通过糅合、挤压而制成的。

抑藻式生物填料，是高温碳化秸秆粉和微晶纤维素混合后，挤压成型，颗粒粒径在0.5-1mm。所述的高温碳化秸秆粉经过浸渍化感物质溶液处理。浸渍比例是1kg的高温碳化秸秆粉浸渍在2L化感物质溶液中。

所述的化感物质是没食子酸、柠檬酸、乌头酸的等质量混合物；化感物质溶液的浓度是5-10wt%。微晶纤维素的添加量为10-20%；超过20%的添加比例对蓝藻的抑制率反而下降。

一种抑藻式生物填料的制备方法，包括如下步骤：

（1）、将农作物秸秆，通过自然阳光晾晒或者加热烘干后，在800-1000℃炭化炉内高温碳化，粉碎，得到高温碳化秸秆粉，备用；

（2）、配制化感物质溶液：称取等量的没食子酸、柠檬酸、乌头酸，配置成5-10wt%的水溶液；

（3）、将步骤（1）得到的高温碳化秸秆粉浸渍在步骤（2）的化感物质溶液中，过夜、烘干；

（4）、添加微晶纤维素后，糅合、挤压，并置于模型中成型，制成生物填料。

抑藻式生物填料的使用方式是直接向水体中投加或者与其它工艺措施配合使用，如悬挂于网膜、水生植物、介质滤床、坝体表面等。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

（1）、将农作物秸秆高温碳化，提高了孔隙率和比表面积，提高了填料的吸附性；

（2）、经过浸渍化感物质溶液后按比例添加微晶纤维素提高了对蓝藻的专属性，比未经处理的原料，效果提高了1倍；本方法对水体基本无二次污染，控藻效果明显，水体的年均叶绿素-a小于30 ug/L；藻细胞数小于1万个/mL。而且通过应用植物化感作用抑藻原理，将化感作用强化，通过化感物质的缓慢释，放在一定时期内保持水体中化感作用强度，有效抑制水华现象，为提前预控手段。彻底解决蓝藻爆发，将水体蓝藻控制于低浓度水平。

（3）将浸渍后的原料添加微晶纤维素后，糅合、挤压，便于运输和使用。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。

实施例1-4的抑藻式生物填料所采用的组分以及含量见表1所示：

表1

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	对比例1
						载体/kg	高温碳化秸秆粉/1kg	高温碳化秸秆粉/1kg	高温碳化秸秆粉/1kg	高温碳化秸秆粉/1kg	普通秸秆粉/1kg
化感物质溶液	5%	6%	8%	10%	8%
						微晶纤维素	10%	15%	18%	20%	18%

将对比例1与实施例3进行比较，对化感物质溶液的吸附量仅能吸附一半左右，与微晶纤维素混合后，糅合挤压难以成型，得到的填料颗粒较为松散，对蓝藻的处理稍显得弱些，但优于单纯的秸秆粉。

将实施例3制备的生物填料应用于福建某小型河道中。由于福建地处我国南方，夏季来临较早，应用时间为3月底，该河道平均水深0.6米，河宽10-18米，长度为1.8公里。水体总氮含量为6.0mg/L、氨氮含量为2.9mg/L、总磷含量为0.53mg/L。该河道近两年来每当夏季来临之时，均会爆发蓝藻水华。本次3月底实施后，在本年度内河道未出现水华现象，蓝藻得到明显遏制，经检测，5-12月份，月均叶绿素-a为25 ug/L，月均藻细胞数为0.9万个/mL。

上述具体实施方式不以任何形式限制本发明的技术方案，凡是采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案均落在本发明的保护范围。

Claims (5)

1.抑藻式生物填料，其特征在于，是高温碳化秸秆粉和微晶纤维素混合后，挤压成型，颗粒粒径在0.5-1mm；所述的高温碳化秸秆粉经过浸渍化感物质溶液处理；微晶纤维素的添加量为10-20%。

2.权利要求1所述的抑藻式生物填料，其特征在于，高温碳化秸秆粉浸渍化感物质溶液的浸渍比例是：1kg的高温碳化秸秆粉浸渍在2L化感物质溶液中。

3.权利要求1所述的抑藻式生物填料，其特征在于，所述的化感物质是没食子酸、柠檬酸、乌头酸的等质量混合物；化感物质溶液的浓度是5-10wt%。

4.权利要求1所述的抑藻式生物填料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）将农作物秸秆，通过自然阳光晾晒或者加热烘干后，在800-1000℃炭化炉内高温碳化，粉碎，得到高温碳化秸秆粉，备用；

（2）配制化感物质溶液：称取等量的没食子酸、柠檬酸、乌头酸，配置成5-10wt%的水溶液；

（3）将步骤（1）得到的高温碳化秸秆粉浸渍在步骤（2）的化感物质溶液中，过夜、烘干；

（3）添加微晶纤维素后，糅合、挤压，并置于模型中成型，制成生物填料。

5.权利要求1所述的抑藻式生物填料的使用方法，是直接向水体中投加或者悬挂于网膜、水生植物、介质滤床、坝体表面。