CN115536127A

CN115536127A - 一种用于生物滤池的苎麻骨复合填料及其制备方法

Info

Publication number: CN115536127A
Application number: CN202211185042.8A
Authority: CN
Inventors: 刘美玲; 吴勇; 马威; 吴小国; 胡峻
Original assignee: Hunan Putaier Environment Co ltd
Current assignee: Hunan Putaier Environment Co ltd
Priority date: 2022-09-27
Filing date: 2022-09-27
Publication date: 2022-12-30

Abstract

本发明公开了一种用于生物滤池的苎麻骨复合填料，属于污水处理技术领域，该复合填料由以下组分按质量份数组成：苎麻骨50‑60份，碳酸钠10‑20份，粘土20‑40份，河底淤泥30‑40份，火山岩颗粒10‑25份；本发明还公开了一种用于生物滤池的苎麻骨复合填料的制备方法；该方法制备得到的苎麻骨复合填料吸附力强，能够对微生物有很好的吸附作用，且能够增加生物膜的韧性，以便能够进行大量污水的生物滤池工艺处理。

Description

一种用于生物滤池的苎麻骨复合填料及其制备方法

技术领域

本发明属于污水处理及除臭技术领域，具体涉及一种用于生物滤池的苎麻骨复合填料及其制备方法。

背景技术

进入21世纪以来，我国污水处理行业进入了一个高速发展阶段，目前，我国城镇污水处理率已经高达93.4％，并且将发展范围扩大到农村地区。污水的深度处理不仅可以减轻对受纳水体的污染，处理后的尾水还可以回用，缓解水资源短缺问题。处理技术主要有物化处理、生物处理和膜分离技术等。曝气生物滤池是20世纪80年代末从欧美发展起来的一种生物膜处理工艺，具有结构紧凑、占地面积小、成本低、易操作、处理效果好等优点，已成为应用最为广泛的工艺之一。

苎麻是我国的主要纤维作物之一，是多年生草本植物。其中苎麻骨纤维孔隙大，透气性好，质地柔软，吸附性强，然而苎麻骨绝大多数都变成废弃物，或丢弃于田间地头，形成农业固体废弃物污染环境，或被晒干焚烧造成大气污染。这不仅破坏了生态环境，而且浪费了可供使用的资源，苎麻骨的经济价值没有得到充分高效的利用。

生物滤池的填料一般选择干树皮、干草、纤维性泥炭或其混合物；通常选用实木填料加上有机堆肥，并具有较好的孔隙率，阻力小，实木材质耐腐蚀性强，有机肥料提供微生物生长所需营养，但作为提供微生物膜生长的载体，需要较强的吸附性，并且现有的填料在生物滤污水处理工艺中还不成熟，滤料容易堵塞，并且在大量污水处理中，附着在填料中的生物膜韧性不足，容易遭到破坏导致出水水质下降，严重影响了生物滤池污水处理的效果。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于生物滤池的苎麻骨复合填料及其制备方法，该方法制备得到的苎麻骨复合填料吸附力强，能够对微生物有很好的吸附作用，且能够增加生物膜的韧性，以便能够进行大量污水的生物滤池工艺处理，实现污水净化、除臭效果。

为实现以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种用于生物滤池的苎麻骨复合填料，该复合填料由以下组分按质量份数组成：苎麻骨50-60份，碳酸钠10-20份，粘土20-40份，河底淤泥30-40份，火山岩颗粒10-25份。

优选地，该复合填料由以下组分按质量份数组成：苎麻骨60份，碳酸钠15份，粘土20份，河底淤泥30份，火山岩颗粒20份。

进一步地，所述苎麻骨的制作过程是：将苎麻植物剥皮剩下的苎麻骨斩断、去髓，然后在碱溶液中浸泡2h，经漂洗、晒干、辗压制得苎麻骨碎条，再经烘干、粉碎、筛分得到苎麻骨粉。

一种用于生物滤池的苎麻骨复合填料的制备方法，具体步骤如下：

步骤1：按上述质量份数计，将苎麻骨粉与碳酸钠混合，再加入去离子水，超声搅拌，得到悬浊液；

步骤2：在所述悬浮液中加入河底淤泥，混合成浆料，然后进行干燥、粉碎、研磨，制成复合粉末；

步骤3：在所述复合粉末中加入粘土、火山岩颗粒，混合均匀，最后通过机械加工造粒后进行真空干燥，得到苎麻骨复合填料。

进一步地，所述步骤1中在200-400W的超声波条件下搅拌2-3h。

进一步地，所述步骤2中复合粉末粒径为5-10mm。

进一步地，所述粘土、火山岩颗粒粒径为2-5mm。

进一步地，所述步骤3中真空干燥温度为70-90℃。

本发明的有益效果是：(1)本发明制备的得到的苎麻骨复合填料吸附力强，能够对微生物有很好的吸附作用，且能够增加生物膜的韧性，以便能够进行大量污水的生物滤池工艺处理，其中苎麻骨通过处理形成具有疏松多孔网状结构的纤维素，能够有效避免滤料堵塞；

(2)本发明采用苎麻骨纤维通过与其他组分复合成骨架，再用其他颗粒粉末对骨架进行填充强化，实现复合填料的强韧化，其中苎麻骨在制备中进行碱处理，去除了附着在苎麻骨纤维上的其他成分，经过处理得到的苎麻骨粉具有较高的比表面积和较大的微孔结构，在大量污水处理中其滤料不容易堵塞，对微生物也有较强的吸附力；

(3)本发明采用碳酸钠与苎麻骨份混合，其中碳酸钠是作为固化剂添加，在溶于水中后可以促进苎麻骨纤维之间的粘结力，使悬浊液中的组分凝结力提高，进而提高苎麻骨架的强度和韧性，在污水处理时，微生物在填料中生长繁殖生成生物膜净化过滤污水杂质，但在大量污水处理冲击中，生物膜的强度不够，就会造成生物膜破损进而导致出水水质下降，在污水处理中，碳酸钠形成的硅酸凝胶可以吸收水分达到膨胀状态，进而使生物膜固结，达到稳固生物膜的作用；

(4)本发明加入的河底淤泥等有机物质，有利于微生物的附着生长，提供微生物生长的营养成分，使其生物膜可以快速形成，在污水处理中，能够利用臭气中的氧气将污水中的有机物进行降解，进行除氮除硫，使出水水质达到排放标准，而且填料中接种除臭菌群将臭气中的氨气等臭气成分通过代谢的方式进行有效去除，除臭率高达95％以上。

附图说明

图1为苎麻骨粉的微观形貌扫描图。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。

实施例1：

一种用于生物滤池的苎麻骨复合填料，该复合填料由以下组分按质量份数组成：苎麻骨60份，碳酸钠15份，粘土20份，河底淤泥30份，火山岩颗粒20份；所述苎麻骨的制作过程是：将苎麻植物剥皮剩下的苎麻骨斩断、去髓，然后在碱溶液中浸泡2h，经漂洗、晒干、辗压制得苎麻骨碎条，再经烘干、粉碎、筛分得到苎麻骨粉。

步骤1：按上述质量份数计，将苎麻骨粉与碳酸钠混合，再加入去离子水，在200W的超声波条件下搅拌2h，得到悬浊液；

步骤2：在所述悬浮液中加入河底淤泥，混合成浆料，然后进行干燥、粉碎、研磨，制成复合粉末，所述复合粉末粒径为5-8mm；

步骤3：在所述复合粉末中加入粘土、火山岩颗粒，混合均匀，最后通过机械加工造粒后进行真空干燥，真空干燥温度为75℃，得到苎麻骨复合填料；所述粘土、火山岩颗粒粒径为2-4mm。

实施例2：

一种用于生物滤池的苎麻骨复合填料，该复合填料由以下组分按质量份数组成：苎麻骨50份，碳酸钠20份，粘土40份，河底淤泥40份，火山岩颗粒10份；所述苎麻骨的制作过程是：将苎麻植物剥皮剩下的苎麻骨斩断、去髓，然后在碱溶液中浸泡2h，经漂洗、晒干、辗压制得苎麻骨碎条，再经烘干、粉碎、筛分得到苎麻骨粉。

步骤1：按上述质量份数计，将苎麻骨粉与碳酸钠混合，再加入去离子水，在400W的超声波条件下搅拌3h，得到悬浊液；

步骤2：在所述悬浮液中加入河底淤泥，混合成浆料，然后进行干燥、粉碎、研磨，制成复合粉末，所述复合粉末粒径为7-10mm；

步骤3：在所述复合粉末中加入粘土、火山岩颗粒，混合均匀，最后通过机械加工造粒后进行真空干燥，真空干燥温度为90℃，得到苎麻骨复合填料；所述粘土、火山岩颗粒粒径为3-5mm。

实施例3：

一种用于生物滤池的苎麻骨复合填料，该复合填料由以下组分按质量份数组成：苎麻骨55份，碳酸钠10份，粘土35份，河底淤泥36份，火山岩颗粒25份；所述苎麻骨的制作过程是：将苎麻植物剥皮剩下的苎麻骨斩断、去髓，然后在碱溶液中浸泡2h，经漂洗、晒干、辗压制得苎麻骨碎条，再经烘干、粉碎、筛分得到苎麻骨粉。

步骤1：按上述质量份数计，将苎麻骨粉与碳酸钠混合，再加入去离子水，在300W的超声波条件下搅拌2.3h，得到悬浊液；

步骤2：在所述悬浮液中加入河底淤泥，混合成浆料，然后进行干燥、粉碎、研磨，制成复合粉末，所述复合粉末粒径为5-10mm；

步骤3：在所述复合粉末中加入粘土、火山岩颗粒，混合均匀，最后通过机械加工造粒后进行真空干燥，真空干燥温度为70-90℃，得到苎麻骨复合填料；所述粘土、火山岩颗粒粒径为2-5mm。

对比例1：

对比例1与实施例1的不同之处在于，复合填料成分中不包括碳酸钠，其他成分不变。

对比例2：

对比例2与实施例1的不同之处在于，将复合填料中的苎麻骨用活性炭代替，其他成分不变。

对比例3：

对比例3与实施例2的不同之处在于，将复合填料中的苎麻骨用粉煤灰代替，再添加6份的造孔剂。

1.污水处理试验

将上述实施例1-3和对比例1-3制备得到的复合填料装入透明有机玻璃圆柱构成曝气生物滤柱，圆柱内径为18cm，滤柱由3部分组成：配水区、填料区和沉降区，填料高度1m，从底部向上每隔30cm分别设污水取样口和填料取样口，共设污水取样口4个、填料取样口4个。接种活性污泥，使用的废水是北方某大城市的污水处理厂的原水，测得进水水质平均指标为COD_Cr1200mg/L，NH₃-N63mg/L，SS550mg/L，液体流量900cc/s；在滤柱下加压，加快污水处理速度，连续培养和运行稳定后，检测滤液的平均技术指标，检测结果如表1所示。

表1

技术指标	实施例1	实施例2	实施例3	对比例1	对比例2	对比例3
							COD<sub>Cr</sub>mg/L	100	120	90	280	320	230
NH<sub>3</sub>-Nmg/L	15	18	20	45	48	36
							SSmg/L	40	45	33	150	130	120
液体流量cc/s	750	730	810	740	520	580

在上述试验中，将实施例1和对比例1-3制备得到的复合填料进行生物滤柱实验，在滤柱下进行不同压力进行加压(压力分别设置为0.5Mpa和1.0Mpa)，检测其附着在填料上的生物膜破损情况，用来证明其填料对于生物膜的固化作用，检测结果如表2所示。

表2

2.臭气处理试验

在上述试验中，将实施例1和对比例1-3制备得到的复合填料进行生物滤柱实验，使用的废水为某南方大城市的下水道污水，进行的是污水臭气处理，用气相色谱仪对处理前后的污水臭气浓度进行检测，测得处理前臭气浓度2000，测得处理后的数据如表3所示。

表3

上述对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员理解和使用本发明。熟悉本领域的技术人员可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中，而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例。本领域技术人员根据本发明的原理，不脱离本发明的范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种用于生物滤池的苎麻骨复合填料，其特征在于，该复合填料由以下组分按质量份数组成：苎麻骨50-60份，碳酸钠10-20份，粘土20-40份，河底淤泥30-40份，火山岩颗粒10-25份。

2.根据权利要求1所述的一种用于生物滤池的苎麻骨复合填料，其特征在于，该复合填料由以下组分按质量份数组成：苎麻骨60份，碳酸钠15份，粘土20份，河底淤泥30份，火山岩颗粒20份。

3.根据权利要求1所述的一种用于生物滤池的苎麻骨复合填料，其特征在于，所述苎麻骨的制作过程是：将苎麻植物剥皮剩下的苎麻骨斩断、去髓，然后在碱溶液中浸泡2h，经漂洗、晒干、辗压制得苎麻骨碎条，再经烘干、粉碎、筛分得到苎麻骨粉。

4.如权利要求1-3任意所述的一种用于生物滤池的苎麻骨复合填料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

5.根据权利要求4所述一种用于生物滤池的苎麻骨复合填料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中在200-400W的超声波条件下搅拌2-3h。

6.根据权利要求4所述一种用于生物滤池的苎麻骨复合填料的制备方法，其特征在于，所述步骤2中复合粉末粒径为5-10mm。

7.根据权利要求4所述一种用于生物滤池的苎麻骨复合填料的制备方法，其特征在于，所述粘土、火山岩颗粒粒径为2-5mm。

8.根据权利要求4所述一种用于生物滤池的苎麻骨复合填料的制备方法，其特征在于，所述步骤3中真空干燥温度为70-90℃。