專利名稱：一種生物濾料及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種生物濾料，尤其涉及一種富含營養且能夠緩釋可控的生物濾料，主要用做廢水處理、廢氣凈化。本發明同時還涉及該生物濾料的制備方法。
背景技術：
生物過濾池中所裝填的生物濾料不僅能夠通過濾料的間隙和濾料中存在的細孔使通過濾料的水中有機物和懸浮雜質得到分離，而且，生物過濾池中所裝填的生物濾料還能夠為生物脫臭裝置中種類豐富的微生物群棲息生長提供適合的環境，這樣可以通過填料表面的穩定生態群落來吸收降解通過生物裝置中的各種臭氣，達到臭氣去除的目的。在生物濾料表面穩定生態群落的生長過程中，往往需要加入一定量的生物生長成分，如各種生物肥料、生物營養等，這些成分一般是在滴濾過程中通過噴淋加入，由濾層的上部逐步擴散到濾層的底部，而且，在生物過濾過程中，這些生物生長成分是按照一定的時間間隔加入 的。這樣的加入方式不僅費時，而且，生物生長成分也很難均勻被濾料吸收，導致上層濾料生長成分濃度高，下層濾料生長成分濃度低，嚴重影響濾料的生物功能。因此，生長成分對對濾料的過濾性能和生物生態群落的密度和種類會產生很大的影響。本發明正是基于對這種濾料生長成分不均勻性和持續加入操作麻煩的問題，提出了采用可控緩釋來控制生長成分緩慢釋放，不僅能使這些生長成分均勻分布在生物濾料中，而且，可以長期使用，克服了持續添加生物生長成分的步驟。獲得的生物濾料生物掛膜性能優良，長期穩定，操作簡便。
發明內容
本發明的目的是提供一種營養成分緩釋可控的生物濾料。本發明的另一目的是提供一種簡潔的制備該營養成分緩釋可控的生物濾料的方法。本發明提供的技術方案是一種生物濾料的制備方法，特征在于通過在陶瓷濾料表面粗糙過程中添加生物營養成分，使營養成分吸附在多孔陶瓷內部，并在表面形成疏水的包覆層，控制營養成分在使用過程中緩慢釋放，達到營養成分分布均勻、長期使用的目的。具體來說，將陶粒置于攪拌滾筒中，添加一定含量的細小的碎石或金屬切削絲等對陶粒表面進行粗糙打磨，待表面粗糙打磨一定時間后，加入營養液溶液進行繼續打磨攪拌，隨后加入一定量的疏水溶液等進行攪拌形成表面包膜，包膜后的濾料通過與碎石或金屬切削絲的分離，干燥后形成表面包膜的富含營養液的生物濾料。在富含營養成分的濾料制備過程中，通過控制攪拌時間、營養成分濃度、表面疏水包覆濃度等參數，可以獲得富含氮、磷、鉀和瓊脂等營養成分的可控緩釋生物濾料。
圖I是實施例I所制得生物濾料的緩釋時間變化。圖2是實施例2所制得生物濾料的緩釋時間變化。圖3是實施例3所制得生物濾料的緩釋時間變化。
具體實施例方式下面通過實施例，進一步闡明本發明的突出特點和顯著進步，僅在于說明本發明而決不限制本發明。實施例I :將300公斤大小約為15mm的陶粒置于球磨攪拌爸中,添加10公斤大小約為5mm的帶棱角碎石，攪拌30分鐘，然后各添加10升碳酸氫銨和磷酸二氫鉀飽和溶液，攪拌5分鐘，再添加20%的聚乙烯醇溶液15升，繼續攪拌10分鐘，利用篩子篩分碎石和陶粒，最后把篩 分好的陶粒進行自然堆放干燥，獲得可控緩釋生物濾料。把該生物濾料置于生物濾池，噴淋適量的水，進行營養成分變化的檢測，營養成分隨時間變化如圖I所示。實施例2 將300公斤大小約為35mm的陶粒置于球磨攪拌爸中，添加10公斤長度約為55mm的金屬切削絲，攪拌60分鐘，然后各添加10升碳酸氫銨和磷酸二氫鉀飽和溶液，攪拌15分鐘，再添加20%的聚乙烯醇溶液15升，繼續攪拌10分鐘，利用篩子篩分金屬切削絲和陶粒，最后把篩分好的陶粒進行自然堆放干燥，獲得可控緩釋生物濾料。把該生物濾料置于生物濾池，噴淋適量的水，進行營養成分變化的檢測，營養成分隨時間變化如圖2所示。實施例3:將300公斤大小約為15mm的陶粒置于球磨攪拌爸中,添加10公斤大小約為5mm的帶棱角碎石，攪拌30分鐘，然后各添加10升碳酸氫銨和磷酸二氫鉀飽和溶液，攪拌5分鐘，再添加30%的聚乙烯醇溶液20升，繼續攪拌10分鐘，利用篩子篩分碎石和陶粒，最后把篩分好的陶粒進行自然堆放干燥，獲得可控緩釋生物濾料。把該生物濾料置于生物濾池，噴淋適量的水，進行營養成分變化的檢測，營養成分隨時間變化如圖3所示。實施例4:將300公斤大小約為15mm的陶粒置于球磨攪拌爸中,添加10公斤大小約為5mm的帶棱角碎石，攪拌30分鐘，然后各添加20升碳酸氫銨和磷酸二氫鉀飽和溶液，攪拌5分鐘，再添加20%的聚乙烯醇溶液15升，繼續攪拌10分鐘，利用篩子篩分碎石和陶粒，最后把篩分好的陶粒進行自然堆放干燥，獲得可控緩釋生物濾料。把該生物濾料置于生物濾池，噴淋適量的水，進行營養成分變化的檢測，60天時營養成分的下降小于2. 5%。實施例5 將300公斤大小約為15mm的陶粒置于球磨攪拌爸中,添加10公斤大小約為5mm的帶棱角碎石，攪拌30分鐘，然后各添加20升碳酸氫銨和磷酸二氫鉀飽和溶液，攪拌5分鐘，再添加20%的聚乙烯醇溶液15升，繼續攪拌10分鐘，利用篩子篩分碎石和陶粒，最后把篩分好的陶粒在60°C加熱干燥，獲得可控緩釋生物濾料。把該生物濾料置于生物濾池，噴淋適量的水，進行營養成分變化的檢測，60天時營養成分的下降小于I. 5%。
權利要求
1.一種生物濾料及其制備方法，其特征在于該生物濾料由多孔結構的陶粒和生物營養等組成，形成富含生物營養物的生物濾料；其制備方法是在陶粒表面粗糙過程中同時添加生物營養液等組份，通過 多孔結構吸附，形成富含生物營養的生物濾料，最后在生物濾料表面包覆疏水層，獲得營養可控釋放的生物濾料。
2.如權利要求I所述的生物濾料，其特征在于生物營養液的重量百分比為1_30%，濾料的大小為15_35mm。
3.如權利要求I所述的一種生物濾料制備方法，其特征在于包括以下步驟 (1)將陶粒置于攪拌滾筒中，添加一定含量的細小的碎石或金屬切削絲等對陶粒表面進行粗糙打磨； (2)表面粗糙打磨一定時間后，加入營養液溶液進行繼續打磨； (3)加入營養液溶液打磨一定時間后，加入一定量的疏水溶液等進行攪拌形成表面包膜； (4)包膜后的濾料進行生物濾料與碎石或金屬切削絲的分離，然后堆放自然干燥或加熱干燥，形成表面包膜的富含營養液的生物濾料。
4.如權利要求3所述的制備方法，其特征在于步驟(I)所述的細小碎石大小為5-10mm，添加的重量百分比為3-20% ;金屬切削絲的長度為35_55mm，添加的重量百分比為5-20%。
5.如權利要求3所述的制備方法，其特征在于步驟(2)所述的表面打磨一定時間為5-60分鐘，加入的營養液包含氮肥、鉀肥、磷肥等，其添加的重量百分比為1-10%，這些營養液配置為飽和溶液，并可以最低稀釋至飽和溶液的20%。
6.如權利要求3所述的制備方法，其特征在于步驟(3)所述的加入營養液打磨一定時間為5-60分鐘，疏水溶液包括聚乙烯醇等，聚乙烯醇濃度為5-30% (重量比)，加入的重量比為1-10%。
7.如權利要求3所述的制備方法，其特征在于步驟(4)所述的分離可以包括過篩分離、磁性分離等方法，加熱干燥的溫度控制在低于150°C。
全文摘要
本發明提供了一種生物濾料及其制備方法，該生物濾料是由吸附富含生物營養的多孔陶粒組成，并且生物濾料表面形成疏水的包覆層，能夠實現生物營養可控釋放。同時本發明提供了該生物濾料的制備方法，該方法的特征在于在陶粒表面攪拌粗糙化過程中，同時加入生物營養液溶液，生物營養液吸附進入多孔陶粒，形成富含生物營養液的陶粒，最后通過添加疏水溶液，使疏水溶液在隨后的干燥過程中形成表面疏水層，獲得富含營養液的生物濾料。該生物濾料具有營養成分緩釋可控釋放的特點，可廣泛應用于生物滴濾和生物除臭等領域。
文檔編號C02F3/10GK102910727SQ20111021800
公開日2013年2月6日 申請日期2011年8月1日 優先權日2011年8月1日
發明者袁方利, 王爭元, 李長發, 賈世軍, 王立柱, 韓宗育, 蘇建龍 申請人:北京佰潤澤環境科技發展有限公司, 北京中科潤環保設備有限公司