專利名稱：一種復合納米生物介質的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于有機廢水處理工藝的復合納米生物介質，更具體地說，涉及一種適合于處理城市生活污水及各種有機廢水的生物氧化、吸附脫色、硝化等的納米生物介質。
背景技術：
在現(xiàn)有污水處理技術中，比較典型、應用較廣的處理方法有UNITANK、生物膜、SBR、傳統(tǒng)活性污泥法、三溝式氧化法以及這些工藝的結合、改良型，雖然各具特色，但都涉及到微生物的應用及為其提供有效工作的工藝條件。微生物技術應用于有機廢水的處理已有較長時間，日本于20世紀80年代末開始利用微生物降解糞便，此后，環(huán)保界開始通過各種方法，利用各種微生物去處理有機污水，涌現(xiàn)出了一大批專用微生物菌劑，但微生物的降解效果卻仍然不夠理想，主要表現(xiàn)在投加的外源微生物活性低，再生能力弱，需要不斷補充，其主要原因除了微生物菌群本身比較單一、復合菌群少、分解能力弱外，另一個關鍵因素是沒有可反復再生的、性能良好的吸附、固定微生物的介質，致使投加的外源微生物極易隨水漂流，影響了專用微生物作為優(yōu)勢種群的數(shù)量。目前應用的介質主要有陶粒、聚苯乙烯球粒、組合介質、彈性立體介質等，這些產品由于比表面相對較小，功能單一，有一定的吸附脫色效果，但都很難達到微生物再生的要求，且成本較高，限制了其應用。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種適合于各種有機廢水處理的具有較低成本、低密度、大比表面積、大孔隙率、強親水性及較強生物氧化、硝化、吸附脫色能力、使外源專用微生物快速再生并提高其活性的納米復合生物介質。
為了達到上述目的，本發(fā)明提供了如下的技術方案研制一種納米復合生物介質，其成分和重量百分含量為基材48％～68％，芯材2％～4％，造孔劑3％～7％，水泥膠結劑35％～45％，所述的基材為納米活性炭、微孔膨脹蛭石、納米孔海泡石、納米孔沸石、微珠粉煤灰或其類似物的一種或多種任意比例的混合物，所述的芯材為顆?；钚蕴?，所述的造孔劑是碳酸氫銨，將所述各成分定量粉碎至粒度為100～200目、混合、噴30～40℃熱水造球、常溫凝結、固化，得粒徑4～50mm，微孔直徑20～200μm，比表面積50～200m2/g的復合納米生物介質。另外，本發(fā)明復合納米生物介質的表觀密度1.0～1.5g/cm3，孔隙率35～55％，比表面積50～200m2/g，破碎磨損率＜2％，酸溶率＜2％，堿溶率＜1％。這類復合納米生物介質主要化學成份為SiO2、Al2O3、CaO、MgO、K2O、Fe2O3等不含對人體有害的重金屬及其它有害物質，孔隙率高，是理想的生物介質。在造球中，使用輕質芯材進行造球，芯材為多孔有機或無機物質，如顆粒活性炭等，用以降低介質的密度，芯材的粒度為介質粒度的1/3左右。
本發(fā)明較好的技術方案是復合納米生物介質的基材中的各成分及重量百分含量為納米活性炭20％～30％、微孔海泡石16％～27％、納米沸石10％～20％，微珠粉煤灰25％～40％。在所述的基材中，包括造孔劑及水泥膠結劑，復合納米生物介質中的物質化學成分及含量為C5％-20％、SiO230％-33％，Al2O313％-14％，CaO 26％-30％，MgO 3％-5％，K2O 1％-2％，NO20.1％-0.3％，F(xiàn)e2O34％-6％，Pb、Zn、Cu少量。在該種情況下，介質對微生物及有機微粒有良好的吸附、固定效果且氨氮硝化性能優(yōu)、脫色能力強、成本低，而且其本身能夠反復再生，同時該種介質能夠根據(jù)不同污水的色、味性質及BOD、COD、懸浮物含量適當調整物料配方，以達到除色、去味、加強微生物降解有機物的工藝效果。
本發(fā)明復合納米生物介質的應用用于各種有機廢水的處理，吸附、固定、再生微生物并作為微生物降解有機物的反應界面進行生物氧化、硝化、脫色、除味等。本發(fā)明納米復合生物介質應用于生物膜工藝處理城市生活污水，能確保出水CODCr≤40mg/L，BOD5≤10mg/L，SS≤10mg/L，NH3-N≤10mg/L，處理后的污水達國家污水排放一級標準。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下明顯的優(yōu)點所述的納米復合生物介質與陶粒、聚苯乙烯球粒、彈性立體介質及其它復合介質相比，其生產成本為陶粒的50％，聚苯乙烯球粒的60％，組合介質的70％，彈性立體介質的80％，介質掛膜效率為陶粒的110％，聚苯乙烯球粒的150％，組合介質的180％，彈性立體介質的200％，其對微生物的吸附、固定效果及生物氧化、硝化、脫色除味能力明顯優(yōu)于陶粒，同時能夠根據(jù)污水的性質及污染物含量適當調整物料配方，以達到理想的藝效果。
具體實施例方式
以下通過具體的實施方式對本發(fā)明進行更加詳細的描述實施例1 復合納米生物介質的制造例1-1取基材納米活性炭15Kg，微孔膨脹蛭石6Kg，微珠粉煤灰27Kg，合計48Kg，造孔劑碳酸氫銨4Kg，膠結劑水泥43Kg，芯材顆?；钚蕴?Kg，各底料成分定量粉碎至粒度為100目、混合、噴40℃熱水造球、常溫凝結、固化，得粒徑10mm，微孔直徑60μm，比表面積180m2/g的復合納米生物介質。其中含基材50％，造孔劑4％，芯材4％，水泥膠結劑42％。
例1-2取基材納米活性炭12Kg，納米孔海泡石20Kg，納米孔沸石8Kg，微珠粉煤灰20Kg，合計60Kg，造孔劑碳酸氫銨3Kg，膠結劑水泥39Kg，芯材顆?；钚蕴?Kg，各底料成分定量粉碎至粒度為150目、混合、噴35℃熱水造球、常溫凝結、固化，得粒徑8mm，微孔直徑180μm，比表面積100m2/g的復合納米生物介質。其中含基材56.60％，造孔劑2.80％，水泥膠結劑37.80％，芯材3.80％。
例1-3取基材納米活性炭7Kg，微孔膨脹蛭石5Kg，納米孔海泡石14Kg，納米孔沸石6Kg，微珠粉煤灰31Kg，合計63Kg，造孔劑碳酸氫銨3Kg，膠結劑水泥40Kg，芯材顆粒活性炭3Kg，各底料成分定量粉碎至粒度為200目、混合、噴30℃熱水造球、常溫凝結、固化，得粒徑3mm，微孔直徑30μm，比表面積130m2/g的復合納米生物介質。其中含基材57.80％，造孔劑2.80％，水泥膠結劑36.70％，芯材2.80％。基材中各成分的含量納米活性炭11％，微孔膨脹蛭石7.93％，納米孔海泡石22.22％，納米孔沸石9.52％，微珠粉煤灰49.2％。
例1-4取納米活性炭13Kg，微孔膨脹蛭石8Kg，納米孔海泡石17Kg，納米孔沸石8Kg，微珠粉煤灰24Kg，合計70Kg，造孔劑碳酸氫銨3Kg，膠結劑水泥30Kg，芯材顆?；钚蕴?kg，各底料成分定量粉碎至粒度為200目、混合、噴40℃熱水造球、常溫凝結、固化，得粒徑3mm，微孔直徑50μm，比表面積180m2/g的復合納米生物介質。其中含基材65.40％，造孔劑2.80％，水泥膠結劑28.0％?；闹袀€成分的含量納米活性炭18.57％，微孔膨脹蛭石11.43％，納米孔海泡石24.29％，納米孔沸石11.43％，微珠粉煤灰34.29％。
實施例2 利用復合納米生物介質的污水處理例2-1 處理城市生活污水用實施例1-2的復合納米生物介質，以生物膜工藝處理城市生活污水，處理前污水水質為CODCr280mg/L，BOD5115mg/L，SS184mg/L，NH3-N 20mg/L，處理后CODCr35mg/L，BOD58mg/L，SS9mg/L，NH3-N 6mg/L。
例2-2 處理公廁糞尿污水用實施例1-3的復合納米生物介質，處理前污水水質為CODCr300mg/L，BOD5480mg/L，SS 200mg/L，NH3-N 86mg/L，處理后CODCr25mg/L，BOD520mg/L，SS 12mg/L，NH3-N 4mg/L。
例2-3 處理養(yǎng)豬場污水用實施例1-4的復合納米生物介質，處理前污水水質為CODCr370mg/L，BOD5580mg/L，SS 198mg/L，NH3-N 70mg/L，處理后CODCr20mg/L，BOD526mg/L，SS 6mg/L，NH3-N 8mg/L。
權利要求
1.一種復合納米生物介質，含有無機物基材，其特征在于復合納米生物介質的成分和重量百分含量為基材48％～68％、芯材2％～4％、造孔劑3％～7％、水泥膠結劑35％～45％，所述的基材為納米活性炭、微孔膨脹蛭石、納米孔海泡石、納米孔沸石、微珠粉煤灰或其類似物的一種或多種任意比例的混合物，所述的芯材為顆?；钚蕴?，所述的造孔劑為碳酸氫銨，將所述各底料成分定量粉碎至粒度為100～200目、混合、噴30～40℃熱水造球、常溫凝結固化，得粒徑4～50mm，微孔直徑20～200μm微孔，比表面積50～200m2/g的復合納米介質。
2.根據(jù)權利要求1所述的復合納米生物介質，其特征在于基材中的各成分及重量百分含量為納米活性炭15％～25％、納米孔海泡石16％～27％、納米孔沸石10～20％、微珠粉煤灰25％～40％。
3.權利要求1所述的復合納米生物介質的應用用于有機廢水處理工藝，對投加的外源微生物進行吸附、固定并作為微生物降解有機物的反應界面，進行生物氧化、硝化、脫色、除味。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種適用于各種有機廢水處理的復合納米生物介質，其成分和重量百分含量為基材48％～68％，造孔劑碳酸氫銨3％～4％，水泥膠結劑35％～45％，芯材3－5％，所述的基材為納米活性炭、微孔膨脹蛭石、納米孔海泡石、納米孔沸石、微珠粉煤灰或其類似物的一種或多種任意比例的混合物，所述的芯材為顆?；钚蕴浚瑢⑺龈鞯琢铣煞侄糠鬯橹亮６葹?00～200目、混合、噴30～40℃熱水造球、常溫凝結、固化，得粒徑3～20mm，微孔直徑20～200μm微孔，比表面積50～200m
文檔編號C02F3/00GK1519209SQ03140360
公開日2004年8月11日 申請日期2003年9月2日 優(yōu)先權日2003年9月2日
發(fā)明者張涉, 張 涉 申請人:張涉, 張 涉