[发明专利]一种贝壳陶粒生物载体及其制备方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种贝壳陶粒生物载体及其制备方法。

【背景技术】

凡能为生物膜提供附着生长固定表面的材料都称为生物载体（或填料）。生物和生物载体间的吸附速度、结合紧密度等不仅与生物特点有关，也和生物载体的特性有关。为提高生物与载体间的吸附效果、吸附速度等，培养出优势菌种很必要；但是在水处理环境因素、生物种群一定的情况下，生物载体的表面特性、孔隙结构、比表面积、材料等都对生物的吸附、载体的传质和水处理能力有非常重要的影响，故生物载体在生物膜法的发展和性能特征方面有着重要的影响和作用。

最早采用的生物载体是碎石，其比表面积小，限制了负载生物量的提高；随着工业的发展，大量的新型生物载体得到应用，新型的生物载体具有比表面积、密度、大小等均能根据生产实际需要来定，由此使生物膜法有了长足的发展。

贝壳牡蛎是世界常见的海洋产品，我国贝类产量居世界贝类养殖产量的首位，特别是牡蛎，沿海各省有牡蛎20多种，在南方俗称“生蚝”或“大蚝”，是南部沿海最主要的经济贝类。目前我国对贝类的开发主要是加工其可食用部分，在利用可食用部分的同时，产生了大量贝壳，则作为垃圾被丢弃，这些废弃的贝壳中残留的有机物在长期堆放的过程中腐败发臭，危害居民生活，占用土地，对环境造成严重污染。近年来，随着我国沿海各省贝类养殖规模的不断扩大，如何变废为宝、开发利用大量廉价的贝壳资源，倍受关注。

2007年，Sheng-Bing He等用天然沸石和膨胀粘土作为BAF填料，发现沸石BAF对NH3-N的浓度变化适应性比膨胀粘土BAF的强，沸石BAF比膨胀粘土BAF更适合硝化细菌的生长。魏琛等采用粉煤灰、活性污泥、黏土制备烧结陶粒生物载体，粒径为3mm，陶粒生物载体平均吸水率为27%，平均抗压强度为1.23MPa，颗粒密度为1.19g/cm3，易于形成流化状态，能满足污水处理填料性能要求。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题之一，在于提供一种贝壳陶粒生物载体，能够解决现有解决目前海水养殖区内大量废弃贝壳堆放问题，制备的贝壳陶粒生物载体具有强度好、生物固定化效率高，解决目前高氨氮污水处理中碱度不足等问题。

本发明是这样实现上述技术问题之一的：

一种贝壳陶粒生物载体，所述贝壳陶粒微生物载体为贝壳、粘土和高温粘结剂烧结的陶粒，且各组分的含量如下：贝壳粉末：20～70wt.%；粘土粉末：20～60wt.%；高温粘结剂：8～20wt.%。

进一步地，所述贝壳粉末的粒径为10-300μm；所述粘土粉末的粒径为：10-300μm。

进一步地，所述贝壳粉末为牡蛎、扇贝、蛤蜊、蚌类粉末中的至少一种。

进一步地，所述高温粘结剂为硅酸钠。

本发明要解决的技术问题之二，在于提供一种贝壳陶粒生物载体的制备方法，制备过程简单易操作，烧结温度低等特点，制备出的贝壳陶粒微生物载体，能够利用贝壳中的碳酸钙组分提供碱度，解决现有生物滤池工艺碱度不足的问题。

本发明是这样实现上述技术问题之二的：

一种贝壳陶粒生物载体的制备方法，所述制备方法步骤如下：

步骤10、将贝壳粉末、粘土粉末、高温粘结剂混合均匀；

步骤20、往上述原料中加入8-15%重量的水，滚制成3-10mm小球，自然风干一天；

步骤30、将风干后的小球，在400-550℃煅烧40-120min，煅烧完成后自然冷却降温，制得贝壳陶粒生物载体。

进一步地，步骤10中，各组分的含量如下：贝壳粉末：20～70wt.%；粘土粉末：20～60wt.%；高温粘结剂：8～20wt.%。

进一步地，所述贝壳粉末的粒径为10-300μm；所述粘土粉末的粒径为：10-300μm。

进一步地，所述贝壳粉末为牡蛎、扇贝、蛤蜊、蚌类粉末中的至少一种。

进一步地，所述高温粘结剂为硅酸钠。

本发明具有如下优点：

本发明的贝壳陶粒生物载体生物亲和性较高，有利于微生物及固体悬浮颗粒对载体的生长粘附；本发明的贝壳陶粒生物载体泡孔结构丰富，不但可以生长大量的微生物，随着微生物的不断生长、富集，有利于多种形态微生物的繁殖，提高处理效能。

本发明的贝壳陶粒微生物载体还能够利用贝壳中的碳酸钙组分提供碱度，解决现有生物滤池工艺碱度不足的问题，并解决多孔载体不能有效固定微生物和载体中难以形成多样化环境等问题。并且由于厌氧、缺氧和好氧的多样环境的存在可以促进硝化反硝化效果，同时促进污泥的减量化。