[发明专利]一种含缓释碳源的复合吸附填料的制备方法及其应用

说明书

本发明涉及含缓释碳源的复合吸附填料的制备方法及其应用，有效改善水体可生化差、碳源不足、微生物无法附着、释碳效果欠佳、反硝化效率低的问题，方法是，由重量百分比计的：水泥28%～35%、粉煤灰14%～20%、沸石粉10%～25%、硅藻土20%～25%、膨润土8%～12%和碳源3%作固体原料，加水搅拌成泥状，填充于模具中；在温度15‑25℃、湿度50%～60%下，3～5天脱模，继续养护7天，晾干即得；本发明原料丰富，制备方法简单，成本低，效果好，有效作为生物反硝化碳源、微生物附着载体、净水吸附填料应用在生态滤坝、生态河床、人工湿地中去除氮污染，用途广，可用于低碳氮比地表水、城市河道微污染水体、人工湿地等，节能环保。

技术领域

本发明涉及环保，特别涉及一种含缓释碳源的复合吸附填料的制备方法及其应用。

背景技术

水是生命之源，在自然界中有着举足轻重的作用。随着社会经济的持续发展，水体污染状况较之以往更加严峻，虽然目前在国家相关政策的大力监督管理下，化学需氧量和氨氮的污染状况有大幅改善，但氮、磷等营养盐的污染程度依然居高不下。我国北方水资源较为匮乏，城市河流来水多依靠污水厂尾水，水体可生化性差、碳氮比低、微生物反硝化可利用碳源不足、氮污染严重等问题日益凸显。

城市河流水体中氮污染的去除主要依靠植物吸收和微生物降解等途径，其中微生物的硝化反硝化作用效率较高，为主要脱氮方式，但通常河道中可供微生物利用的碳源匮乏，反硝化效率较低，去除氮素效果并不明显，因此向水体投加外来碳源成为必要的脱氮手段。

现如今，越来越多的学者、技术人员认识到水体中碳源不足这一突出问题，常采用投加液体有机物作为碳源，如易生物降解的甲醇、乙醇、乙酸等；但慢慢意识到传统液体碳源存在投加量难以控制、释碳周期短、成本高、甚至有毒性等弊端，故一些学者转向与之相对的固体碳源，如纤维素、可生物降解聚合物等。尽管固体碳源相较液体碳源具有释碳可控、成本低廉等优点，但由于水体中微生物密度低，较为分散，没有固定的附着空间，故效率也不够高。因此，碳源来源广泛、释碳周期长、同时可供微生物附着的净水材料有着很大的市场需求。目前，已有一些研究在实际问题中取得了不错的净水效果，但多数材料制备过程较繁琐，耗费时间、人力和物力，成本较高，且多仅限于在地下水方面的应用，在生态河床、生态滤坝和人工湿地等地表水体中的应用鲜有报道。

发明内容

针对上述情况，克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种含缓释碳源的复合吸附填料的制备方法及其应用，可以有效改善水体可生化差、碳源不足、微生物无法附着、释碳效果欠佳、反硝化效率低的问题。

本发明解决的技术方案是，一种含缓释碳源的复合吸附填料的制备方法及其应用，其制备方法包括以下步骤：

（1）配料：

其配料是由重量百分比计的：水泥28%～35%、粉煤灰14%～20%、沸石粉10%～25%、硅藻土20%～25%、膨润土8%～12%和碳源3%作固体原料和水制成，其中固体原料和水的重量比为1︰0.5~0.65；

所述的水泥为矿渣硅酸盐水泥，强度等级为32.5；

所述的粉煤灰为二级粉煤灰，细度为43微米，密度为2.4 g/cm³；

所述的碳源为玉米芯，粒径为80～120目之间；

（2）制模：

根据上述原料配比，将水泥、粉煤灰、沸石粉、硅藻土、膨润土和碳源搅拌混合均匀成固体原料，加入固体原料重量0.5~0.65倍的水，搅拌成均匀的泥状，然后均匀填充于模具中；

（3）脱模养护：

将模具内的泥状原料表面平整，在温度15-25℃、湿度50%～60%的环境下，3～5天后脱模，继续养护7天，养护期间每天洒水2～3次，晾干即得复合吸附填料；