[发明专利]一种含有硝化细菌生长促进剂的硝化细菌生物巢、其制备方法及应用

说明书

本发明涉及水处理技术领域，公开了一种含有硝化细菌生长促进剂的硝化细菌生物巢、其制备方法及应用。该硝化细菌生物巢的原料包括以下组分：硝化细菌生长促进剂，无机骨料，皮芯结构玄武岩纤维，可再分散乳胶粉；所述皮芯结构玄武岩纤维从内到外包括玄武岩纤维、生物亲和性改性层和碳酸钙沉积层。该硝化细菌生物巢的制备方法包括以下步骤：将硝化细菌生长促进剂、无机骨料、皮芯结构玄武岩纤维、可再分散乳胶粉和水混合后，进行成型，而后在酸溶液中浸泡使碳酸钙反应，获得硝化细菌生物巢。本发明的硝化细菌生物巢中，内部缓释出的生长促进剂能够与其中附着和生长的硝化细菌充分接触，因而在用于废水处理时，能够实现较好的硝化处理效果。

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，尤其涉及一种含有硝化细菌生长促进剂的硝化细菌生物巢、其制备方法及应用。

背景技术

在工业、农业、畜牧业生产中，含氮废水的排放导致地表水和地下水中的氮含量增加，易引发水体富营养化，并危害人体健康和生物多样性。生物脱氮是含氮废水无害化处理的常用方法之一。硝化细菌包括亚硝化菌和硝化菌，能够将还原态氮(如氨氮、有机氮)转化为羟胺、硝氮或亚硝氮，是废水生物脱氮的重要步骤。

硝化细菌生物巢是指能够投入到含氮废水中，为硝化细菌提供生长繁殖的场所，并固定硝化细菌的固体介质或载体。利用硝化细菌生物巢，能够促进硝化细菌的生长繁殖，并减少其流失，从而使硝化细菌在含氮废水中能够维持较高的生物量和生物活性，以提高脱氮效果，同时还能提高生物脱氮系统的耐受冲击能力，使系统能够从冲击负荷及突发性因素导致的脱氮作用混乱状态中快速恢复，保持硝化作用的长期稳定性。

硝化细菌生长促进剂能够为硝化细菌的生长繁殖和硝化作用提供营养物质，使菌群能够被快速激活，促进生物脱氮。通过将生长促进剂负载在生物巢中，使其在废水处理过程中缓慢释放，能够使生物脱氮期间废水中的生长促进剂维持在较为稳定的水平，从而解决生长促进剂投加量不易控制的问题，避免初期释放量过高而造成废水中有机物和无机离子残留，以及后期释放量不足而难以维持较好的脱氮效果。

理想的细菌生物巢应对菌体具有较好的吸附性能，使微生物能够在其中富集，并具有丰富的孔隙率和连通的孔道，使细菌生长促进剂能够在其中的流通和传输，促进细菌生长繁殖。专利CN106517504B公开了一种缓释碳源填料及其制备方法和应用，该缓释碳源填料由琼脂、聚-β-羟丁酸、润湿分散剂、填充料、酶促活性调节剂、加工改进剂、高分子胶黏剂和发泡剂制成，其中采用聚-β-羟丁酸作为碳源，琼脂作为包裹碳源的骨架载体，能够实现碳源的稳定释放，克服由于碳源不足导致的微生物代谢功能下降、污染物去除效果下降等问题，并避免碳源过量释放而导致出水中有机物残留。该专利利用发泡剂，能够提高缓释碳源填料内部的孔隙率，但难以大幅度促进碳源在填料内部流通和传输，并与细菌接触而促进其生长繁殖，这会造成缓释碳源填料对废水的处理效果不佳。

发明内容

为了解决现有的细菌生物巢内部释放出的细菌生长促进剂无法与细菌有效接触的技术问题，本发明提供了一种含有硝化细菌生长促进剂的硝化细菌生物巢、其制备方法及应用。该硝化细菌生物巢中，生物巢内部缓释出的生长促进剂能够与其中附着和生长的硝化细菌充分接触，为硝化细菌的生长繁殖和硝化作用提供营养，因而在用于废水处理时，能够实现较好的硝化处理效果。

本发明的具体技术方案为：

第一方面，本发明提供了一种含有硝化细菌生长促进剂的硝化细菌生物巢，原料包括以下组分：硝化细菌生长促进剂，无机骨料，皮芯结构玄武岩纤维，可再分散乳胶粉；所述皮芯结构玄武岩纤维从内到外包括玄武岩纤维、生物亲和性改性层和碳酸钙沉积层。

在本发明的硝化细菌生物巢中，无机骨料和可再分散乳胶粉构成生物巢的基体，硝化细菌生长促进剂分散在基体中，可再分散乳胶粉能够在无机骨料之间成膜，起到固定无机骨料的作用，并减缓生长促进剂的释放。相较于现有技术中的琼脂(需要在接近100℃的温度下才能溶解)而言，可再分散乳胶粉的成膜温度较低，不会对生长促进剂中热稳定性较差的成分造成破坏。