[发明专利]可挂膜厌氧生物菌群的多孔矿物颗粒及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种可挂膜厌氧生物菌群的多孔矿物颗粒及其制备方法和应用。该多孔矿物颗粒由包括如下重量份的原料制得：天然多孔矿物30～70份、海泡石1～15份、膨润土5～25份和氢氧化钙5～20份。本发明通过将天然多孔矿物与海泡石、膨润土与氢氧化钙有机结合造粒，在充分利用天然多孔矿物吸附特征的同时，可以营造一个有利于厌氧生物菌和植物生长的平台，从而形成一个仿效大自然水体净化的生态系统。

技术领域

本发明涉及水体修复剂领域，更具体地，涉及一种可挂膜厌氧生物菌群的多孔矿物颗粒及其制备方法和应用。

背景技术

河、湖、沟渠、鱼塘等流动水系的污染(多以微污染呈现)治理难度大，主要原因在于其流域面积广、无动力电源支持，导致一些传统的污水治理方法很难实施。如好氧生化法的曝气、物理或化学法中的搅拌与水体输送、浓缩过滤等需要动力支持的工艺方法；即便是常规的化学药剂法，由于该类水体涉及生态环保问题，也受到很大限制(有些化学药剂被禁止使用)。此类水体污染治理符合现实需要，但目前又缺乏常规有效的方法。

采用模拟自然界水的自然净化过程，如水经过土壤中矿物过滤、吸附、离子交换、生物转化、植物根系吸收等，是一个很好的方向。因其不需要动力消耗和不产生环境污染，非常适合该类水体污染治理，近年来倍受环保行业及研究者的关注，尤其是厌氧生物菌的生物强化法再配合吸附过滤法，已有小规模应用，并有较好效果。但也存在一些问题，其一是流动水体非常容易导致厌氧生物菌的流失、无法保障厌氧生物菌浓度或数量，从而严重影响治理效果；其二是厌氧生物菌在消纳水体中污染物后，会同时产生污泥，无法及时清除处理，同样会造成二次污染。采用天然多孔粘土类矿物颗粒模块化组装可浮动于水体中的载体巢穴来培育厌氧生物菌菌群，可实现无能源消耗的生物强化处理体系，同时在粘土类矿物表面培植水生植物，用于吸收生物菌消纳的后继污染物(该类污染物同时也是植物的营养物)，并利用多孔矿物的吸附特性来净化水体中悬浮污染物(SS)，可有效解决上述问题。但技术关键在于天然多孔粘土类矿物颗粒制备，因多孔粘土矿物(如硅藻土、膨润土、沸石等)，多为超细的粉体(细度为1～30微米，μm)，形成的聚堆积体，渗水性差；同时也不利于生物菌的附着。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种可挂膜厌氧生物菌群的多孔矿物颗粒，该多孔矿物颗粒由包括如下重量份的原料制得：天然多孔矿物30～70份、海泡石1～15份、膨润土5～25份和氢氧化钙5～20份。

本发明通过将天然多孔矿物与海泡石、膨润土与氢氧化钙有机结合造粒，在充分利用天然多孔矿物吸附特征的同时，可以营造一个有利于厌氧生物菌和植物生长的平台，从而形成一个仿效大自然水体净化的生态系统。其中，石膏、水泥等其它气硬性胶凝材料不能用在本发明中，不适用本发明的要求。

在本发明一个优选实施方式中，该多孔矿物颗粒由包括如下重量份的原料制得：天然多孔矿物30～65份、海泡石5～15份、膨润土10～25份和氢氧化钙8～15份。

在本发明一个优选实施方式中，天然多孔矿物为硅藻土和/或沸石。即在本发明中，天然多孔矿物可以为硅藻土、沸石或硅藻土和沸石两者混合。硅藻土可以与膨润土和氢氧化钙反应形成具有一定的强度来支撑颗粒在水体中的持久稳定性。

在本发明一个优选实施方式中，所述原料中还包括可促进植物生长的复合化肥。为了更好地利于厌氧生物菌和植物的生长，更优选地是，该可促进植物生长的复合化肥为钙镁钾矿物肥料1～5重量份，优选为1～3重量份。

在本发明一个优选实施方式中，所述原料中还包括水玻璃3～20重量份，优选为5～15重量份。其中，更优选地是，当天然多孔矿物含有沸石时，在原料中优选加入上述质量份的水玻璃，可以提供强度更优的强度支撑。

在本发明一个优选实施方式中，为了提高吸附过滤功能以及抗水性能，多孔矿物颗粒的直径为5～20mm，优选为10～15mm。