CN114409098B - 一种用于污水净化的骨料的固化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于污水净化的骨料的固化方法。所述固化方法包括：将建筑垃圾骨料进行预处理，得到带有孔洞的建筑垃圾骨料；在建筑垃圾骨料的孔洞内和建筑垃圾骨料的表面均涂抹营养剂和熔融状态的琼脂糖，得到建筑垃圾骨料载体；待琼脂糖的温度为32～36℃时，将菌液喷淋在琼脂糖上，得到带有菌液的建筑垃圾骨料载体；待琼脂糖变为固态后，培养带有菌液的建筑垃圾骨料载体，得到用于污水净化的骨料。该固化方法通过熔融状态的琼脂糖将菌液形成的生物膜牢牢地黏在建筑垃圾骨料上，从而避免生物膜被水冲掉，而且孔洞的遮挡作用能够进一步避免生物膜被水冲掉，进而保证良好的净化效果。
Description
技术领域
本发明涉及生物净水领域，更具体地，涉及用于污水净化的骨料的固化方法。
背景技术
目前，随着国家经济的快速发展，污水收集和处理设施严重滞后，造成大量污水直接入河。在住建部对全国地级及以上城市的黑臭水体进行抽查，抽查结果显示，295座城市存在1811个黑臭水体，其中，河流有1547条，占抽查的黑臭水体总数的85.4％；湖和塘有264个，占抽查的黑臭水体总数的14.6％。在外源污染日益严重的今天，急需采取措施对黑臭水体进行治理。
目前较为先进的黑臭水体的方法是采用在骨料的表面喷洒生物菌剂，生物菌剂在骨料的表面形成生物膜，利用生物膜实现黑臭水体的净化，其中骨料可以为建筑垃圾。但是，该方法在实现时，其形成的生物膜很容易被水冲掉，从而影响净化效果。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于污水净化的骨料的固化方法，其形成的生物膜与建筑垃圾骨料载体具有良好的结合力，可实现良好的净化效果。
本发明实施例提供了一种用于污水净化的骨料的固化方法，所述固化方法包括：
将建筑垃圾骨料进行预处理，得到带有孔洞的建筑垃圾骨料，所述孔洞的孔径为0.1～5mm，所述孔洞的深度为0.1～5mm，所述骨料上孔洞的孔隙率为55％～80％；
在所述建筑垃圾骨料的孔洞内和所述建筑垃圾骨料的表面均涂抹营养剂和熔融状态的琼脂糖，得到建筑垃圾骨料载体；
待所述琼脂糖的温度为32～35℃时，将菌液喷淋在所述琼脂糖上，得到带有菌液的建筑垃圾骨料载体；
待所述琼脂糖变为固态后，培养所述带有菌液的建筑垃圾骨料载体，得到所述用于污水净化的骨料。
具体地，所述营养剂为葡萄糖。
具体地，所述建筑垃圾骨料的预处理方法包括将所述建筑垃圾骨料进行超声处理，所述超声的时间为0.5～3min。
进一步地，在超声后的所述建筑垃圾骨料的表面喷洒盐酸溶液，静置后洗掉所述盐酸溶液，得到带有所述孔洞的建筑垃圾骨料。
具体地，所述菌液包括：枯草芽孢杆菌液、地衣芽孢杆菌液和粪产碱杆菌液，所述枯草芽孢杆菌液、地衣芽孢杆菌液和粪产碱杆菌液的OD600分别为4.33、5.82和6.52，将所述枯草芽孢杆菌液、地衣芽孢杆菌液和粪产碱杆菌液的体积比为1:1:1。
具体地，所述菌液每24h喷淋一次，共喷淋3次。
进一步地，在所述菌液第3次喷淋结束后，培养所述带有菌液的建筑垃圾骨料载体1～5天，得到所述用于污水净化的骨料。
更进一步地，所述培养的温度为37℃。
本发明提供的用于污水净化的骨料的固化方法，通过在建筑垃圾骨料上开设孔洞，并在孔洞内和所述建筑垃圾骨料的表面均涂抹营养剂和熔融状态的琼脂糖，熔融状态的琼脂糖在逐渐变成琼脂糖凝胶的过程中能够将菌液形成的生物膜牢牢地黏在建筑垃圾骨料上，从而避免生物膜被水冲掉，而且孔洞的遮挡作用能够进一步避免生物膜被水冲掉，进而保证良好的净化效果。同时，营养液能够为生物膜中的生物提供养分，使得生物膜能够具有更长的寿命，更利于黑臭水体的净化，通过该固化方法获得的用于污水净化的骨料与菌液的结合力强、稳定性高且成本低廉。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书及权利要求书中所特别指出的结构来实现和获得。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
本发明实施例提供了一种用于污水净化的骨料的固化方法，该固化方法包括：
将建筑垃圾骨料进行预处理，得到带有孔洞的建筑垃圾骨料，孔洞的孔径为0.1～5mm，孔洞的深度为0.1～5mm，骨料上孔洞的孔隙率为55％～80％；
在建筑垃圾骨料的孔洞内和建筑垃圾骨料的表面均涂抹营养剂和熔融状态的琼脂糖，得到建筑垃圾骨料载体；通常，琼脂糖的熔点为62～65℃，本发明实施例提供的熔融状态的琼脂糖指的是温度为62～65℃的琼脂糖。在本实施例中，该琼脂糖可以为琼脂糖溶液，其浓度可以为5％～10％，该熔融状态的琼脂糖在涂抹于建筑垃圾骨料的表面后，其液态的琼脂糖能够顺利地流进建筑垃圾骨料的孔洞内。在实现时，建筑垃圾骨料可以为尺寸为240mm×115mm×53mm(长×宽×高)的建筑废弃砖块。
待琼脂糖的温度为32～35℃时，将菌液喷淋在琼脂糖上，得到带有菌液的建筑垃圾骨料载体；温度为32～35℃的琼脂糖已经逐渐凝固，此时将菌液喷淋在琼脂糖上，琼脂糖能够在逐渐凝固后牢牢地固定住菌液中的菌种。
待琼脂糖变为固态的琼脂糖凝胶后，培养带有菌液的建筑垃圾骨料载体，得到用于污水净化的骨料。
具体地，孔洞的孔径为(2±0.5)mm，孔洞的深度为(2±0.5)mm。
具体地，营养剂为葡萄糖。葡萄糖能够为菌种提供能源，且葡萄糖配合琼脂糖使得菌种能够在琼脂糖形成的琼脂糖凝胶上具有较长的生长周期，从而延长用于污水净化的骨料的使用周期。
具体地，建筑垃圾骨料的预处理方法包括将建筑垃圾骨料进行超声处理，超声的时间为0.5～3min。通过超声的方式，能够将建筑垃圾骨料孔隙中的灰尘等杂质清理出来，从而利于琼脂糖凝胶填装于孔隙内，利用孔隙的遮蔽效果，避免菌液形成的生物膜被水冲掉，从而提高生物膜附与建筑垃圾骨料载体上的结合力。在本实施例中，建筑垃圾骨料可以为尺寸为240mm×115mm×53mm(长×宽×高)的建筑废弃砖块以及混凝土块、装修垃圾和砖瓦碎块组成的混合建筑垃圾骨料，也可以为砂石粗骨料和混凝土粗骨料等。
进一步地，在超声后的建筑垃圾骨料的表面喷洒盐酸溶液，静置后洗掉盐酸溶液，得到带有孔洞的建筑垃圾骨料。在本实施例中盐酸溶液的浓度可以为20％，喷洒时需注意喷洒量，喷洒的盐酸在建筑垃圾骨料表面的形成独立的液滴，而非将建筑垃圾骨料的表面全部覆盖，这使得盐酸溶液可腐蚀建筑垃圾骨料的表面并形成一个个独立的坑洞，这些坑洞能够降低建筑垃圾骨料的表面的光滑度，从而利于琼脂糖凝胶填装于坑洞内，从而提高生物膜附与建筑垃圾骨料载体上的结合力。而且，通常建筑垃圾骨料中含有一些碱性物质，且这些碱性物质分散布置在建筑垃圾骨料内，盐酸能够更好地腐蚀这些碱性物质并形成利于琼脂糖凝胶附着的坑洞。
具体地，菌液包括：枯草芽孢杆菌液、地衣芽孢杆菌液和粪产碱杆菌液，枯草芽孢杆菌液、地衣芽孢杆菌液和粪产碱杆菌液的OD600分别为4.33、5.82和6.52，将枯草芽孢杆菌液、地衣芽孢杆菌液和粪产碱杆菌液的体积比为1:1:1。该菌液为复合菌液，该复合菌液能够在在建筑垃圾骨料载体上快速繁殖。其中枯草芽孢杆菌液、地衣芽孢杆菌液和粪产碱杆菌液均为市售菌液。枯草芽孢杆菌液、地衣芽孢杆菌液和粪产碱杆菌液均具有分解污染有机物的能力，可将有机碳源氧化分解成无极小分子，完成COD降解过程从而实现对黑臭水体的净化。
具体地，菌液每24h喷淋一次，共喷淋3次。这样能够提高建筑垃圾骨料载体上的菌种的浓度，从而提高用于污水净化的骨料的净化能力。
进一步地，在菌液第3次喷淋结束后，培养带有菌液的建筑垃圾骨料载体1～5天，得到用于污水净化的骨料。经检测，培养1天后，菌种的数量可达(5×108)～(5×1010)cfu/mL，已经达到了污水处理所需的微生物菌种的数量。
进一步地，培养的温度为37℃。
将本发明实施例提供的用于污水净化的骨料模拟净化污染水体，污染水体使用COD(Chemical Oxygen Demand，化学需氧量)浓度为500mg/L，氨氮浓度为50mg/L的人工废水，净化3天后经检测，COD总去除率为92.22％、NH4+-N总去除率为22.65％，净化8天后经检测，COD浓度为42mg/L，表水环境质量标准(40mg/L)，可见，其已经接近地表水环境质量标准。
本发明提供的用于污水净化的骨料的固化方法，通过在建筑垃圾骨料上开设孔洞，并在孔洞内和所述建筑垃圾骨料的表面均涂抹营养剂和熔融状态的琼脂糖，熔融状态的琼脂糖在逐渐变成琼脂糖凝胶的过程中能够将菌液形成的生物膜牢牢地黏在建筑垃圾骨料上，从而避免生物膜被水冲掉，而且孔洞的遮挡作用能够进一步避免生物膜被水冲掉，进而保证良好的净化效果。同时，营养液能够为生物膜中的生物提供养分，使得生物膜能够具有更长的寿命，更利于黑臭水体的净化，通过该固化方法获得的用于污水净化的骨料与菌液的结合力强、稳定性高且成本低廉。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (5)
1.一种用于污水净化的骨料的固化方法，其特征在于，所述固化方法包括：
将建筑垃圾骨料进行预处理，所述建筑垃圾骨料的预处理方法包括将所述建筑垃圾骨料进行超声处理，所述超声的时间为0.5~3min，在超声后的所述建筑垃圾骨料的表面喷洒盐酸溶液，静置后洗掉所述盐酸溶液，得到带有孔洞的建筑垃圾骨料，所述孔洞的孔径为0.1~5mm，所述孔洞的深度为0.1~5mm，所述骨料上孔洞的孔隙率为55%~80%；
在所述建筑垃圾骨料的孔洞内和所述建筑垃圾骨料的表面均涂抹营养剂和熔融状态的琼脂糖，得到建筑垃圾骨料载体；
待所述琼脂糖的温度为32~35℃时，将菌液喷淋在所述琼脂糖上，得到带有菌液的建筑垃圾骨料载体；
所述菌液包括：枯草芽孢杆菌液、地衣芽孢杆菌液和粪产碱杆菌液，所述枯草芽孢杆菌液、地衣芽孢杆菌液和粪产碱杆菌液的OD600分别为4.33、5.82和6.52，所述枯草芽孢杆菌液、地衣芽孢杆菌液和粪产碱杆菌液的体积比为1:1:1；
待所述琼脂糖变为固态后，培养所述带有菌液的建筑垃圾骨料载体，得到所述用于污水净化的骨料。
2.根据权利要求1所述的用于污水净化的骨料的固化方法，其特征在于，所述营养剂为葡萄糖。
3.根据权利要求1所述的用于污水净化的骨料的固化方法，其特征在于，所述菌液每24h喷淋一次，共喷淋3次。
4.根据权利要求3所述的用于污水净化的骨料的固化方法，其特征在于，在所述菌液第3次喷淋结束后，培养所述带有菌液的建筑垃圾骨料载体1~5天，得到所述用于污水净化的骨料。
5.根据权利要求4所述的用于污水净化的骨料的固化方法，其特征在于，所述培养的温度为37℃。
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| GR01 | Patent grant | ||
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