专利名称：一种生物滤料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种生物滤料，尤其涉及一种富含营养且能够缓释可控的生物滤料，主要用做废水处理、废气净化。本发明同时还涉及该生物滤料的制备方法。
背景技术：
生物过滤池中所装填的生物滤料不仅能够通过滤料的间隙和滤料中存在的细孔使通过滤料的水中有机物和悬浮杂质得到分离，而且，生物过滤池中所装填的生物滤料还能够为生物脱臭装置中种类丰富的微生物群栖息生长提供适合的环境，这样可以通过填料表面的稳定生态群落来吸收降解通过生物装置中的各种臭气，达到臭气去除的目的。在生物滤料表面稳定生态群落的生长过程中，往往需要加入一定量的生物生长成分，如各种生物肥料、生物营养等，这些成分一般是在滴滤过程中通过喷淋加入，由滤层的上部逐步扩散到滤层的底部，而且，在生物过滤过程中，这些生物生长成分是按照一定的时间间隔加入 的。这样的加入方式不仅费时，而且，生物生长成分也很难均匀被滤料吸收，导致上层滤料生长成分浓度高，下层滤料生长成分浓度低，严重影响滤料的生物功能。因此，生长成分对对滤料的过滤性能和生物生态群落的密度和种类会产生很大的影响。本发明正是基于对这种滤料生长成分不均匀性和持续加入操作麻烦的问题，提出了采用可控缓释来控制生长成分缓慢释放，不仅能使这些生长成分均匀分布在生物滤料中，而且，可以长期使用，克服了持续添加生物生长成分的步骤。获得的生物滤料生物挂膜性能优良，长期稳定，操作简便。
发明内容
本发明的目的是提供一种营养成分缓释可控的生物滤料。本发明的另一目的是提供一种简洁的制备该营养成分缓释可控的生物滤料的方法。本发明提供的技术方案是一种生物滤料的制备方法，特征在于通过在陶瓷滤料表面粗糙过程中添加生物营养成分，使营养成分吸附在多孔陶瓷内部，并在表面形成疏水的包覆层，控制营养成分在使用过程中缓慢释放，达到营养成分分布均匀、长期使用的目的。具体来说，将陶粒置于搅拌滚筒中，添加一定含量的细小的碎石或金属切削丝等对陶粒表面进行粗糙打磨，待表面粗糙打磨一定时间后，加入营养液溶液进行继续打磨搅拌，随后加入一定量的疏水溶液等进行搅拌形成表面包膜，包膜后的滤料通过与碎石或金属切削丝的分离，干燥后形成表面包膜的富含营养液的生物滤料。在富含营养成分的滤料制备过程中，通过控制搅拌时间、营养成分浓度、表面疏水包覆浓度等参数，可以获得富含氮、磷、钾和琼脂等营养成分的可控缓释生物滤料。
图I是实施例I所制得生物滤料的缓释时间变化。图2是实施例2所制得生物滤料的缓释时间变化。图3是实施例3所制得生物滤料的缓释时间变化。
具体实施例方式下面通过实施例，进一步阐明本发明的突出特点和显著进步，仅在于说明本发明而决不限制本发明。实施例I :将300公斤大小约为15mm的陶粒置于球磨搅拌爸中,添加10公斤大小约为5mm的带棱角碎石，搅拌30分钟，然后各添加10升碳酸氢铵和磷酸二氢钾饱和溶液，搅拌5分钟，再添加20%的聚乙烯醇溶液15升，继续搅拌10分钟，利用筛子筛分碎石和陶粒，最后把筛 分好的陶粒进行自然堆放干燥，获得可控缓释生物滤料。把该生物滤料置于生物滤池，喷淋适量的水，进行营养成分变化的检测，营养成分随时间变化如图I所示。实施例2 将300公斤大小约为35mm的陶粒置于球磨搅拌爸中，添加10公斤长度约为55mm的金属切削丝，搅拌60分钟，然后各添加10升碳酸氢铵和磷酸二氢钾饱和溶液，搅拌15分钟，再添加20%的聚乙烯醇溶液15升，继续搅拌10分钟，利用筛子筛分金属切削丝和陶粒，最后把筛分好的陶粒进行自然堆放干燥，获得可控缓释生物滤料。把该生物滤料置于生物滤池，喷淋适量的水，进行营养成分变化的检测，营养成分随时间变化如图2所示。实施例3:将300公斤大小约为15mm的陶粒置于球磨搅拌爸中,添加10公斤大小约为5mm的带棱角碎石，搅拌30分钟，然后各添加10升碳酸氢铵和磷酸二氢钾饱和溶液，搅拌5分钟，再添加30%的聚乙烯醇溶液20升，继续搅拌10分钟，利用筛子筛分碎石和陶粒，最后把筛分好的陶粒进行自然堆放干燥，获得可控缓释生物滤料。把该生物滤料置于生物滤池，喷淋适量的水，进行营养成分变化的检测，营养成分随时间变化如图3所示。实施例4:将300公斤大小约为15mm的陶粒置于球磨搅拌爸中,添加10公斤大小约为5mm的带棱角碎石，搅拌30分钟，然后各添加20升碳酸氢铵和磷酸二氢钾饱和溶液，搅拌5分钟，再添加20%的聚乙烯醇溶液15升，继续搅拌10分钟，利用筛子筛分碎石和陶粒，最后把筛分好的陶粒进行自然堆放干燥，获得可控缓释生物滤料。把该生物滤料置于生物滤池，喷淋适量的水，进行营养成分变化的检测，60天时营养成分的下降小于2. 5%。实施例5 将300公斤大小约为15mm的陶粒置于球磨搅拌爸中,添加10公斤大小约为5mm的带棱角碎石，搅拌30分钟，然后各添加20升碳酸氢铵和磷酸二氢钾饱和溶液，搅拌5分钟，再添加20%的聚乙烯醇溶液15升，继续搅拌10分钟，利用筛子筛分碎石和陶粒，最后把筛分好的陶粒在60°C加热干燥，获得可控缓释生物滤料。把该生物滤料置于生物滤池，喷淋适量的水，进行营养成分变化的检测，60天时营养成分的下降小于I. 5%。
权利要求
1.一种生物滤料及其制备方法，其特征在于该生物滤料由多孔结构的陶粒和生物营养等组成，形成富含生物营养物的生物滤料；其制备方法是在陶粒表面粗糙过程中同时添加生物营养液等组份，通过 多孔结构吸附，形成富含生物营养的生物滤料，最后在生物滤料表面包覆疏水层，获得营养可控释放的生物滤料。
2.如权利要求I所述的生物滤料，其特征在于生物营养液的重量百分比为1_30%，滤料的大小为15_35mm。
3.如权利要求I所述的一种生物滤料制备方法，其特征在于包括以下步骤 (1)将陶粒置于搅拌滚筒中，添加一定含量的细小的碎石或金属切削丝等对陶粒表面进行粗糙打磨； (2)表面粗糙打磨一定时间后，加入营养液溶液进行继续打磨； (3)加入营养液溶液打磨一定时间后，加入一定量的疏水溶液等进行搅拌形成表面包膜； (4)包膜后的滤料进行生物滤料与碎石或金属切削丝的分离，然后堆放自然干燥或加热干燥，形成表面包膜的富含营养液的生物滤料。
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于步骤(I)所述的细小碎石大小为5-10mm，添加的重量百分比为3-20% ;金属切削丝的长度为35_55mm，添加的重量百分比为5-20%。
5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于步骤(2)所述的表面打磨一定时间为5-60分钟，加入的营养液包含氮肥、钾肥、磷肥等，其添加的重量百分比为1-10%，这些营养液配置为饱和溶液，并可以最低稀释至饱和溶液的20%。
6.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于步骤(3)所述的加入营养液打磨一定时间为5-60分钟，疏水溶液包括聚乙烯醇等，聚乙烯醇浓度为5-30% (重量比)，加入的重量比为1-10%。
7.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于步骤(4)所述的分离可以包括过筛分离、磁性分离等方法，加热干燥的温度控制在低于150°C。
全文摘要
本发明提供了一种生物滤料及其制备方法，该生物滤料是由吸附富含生物营养的多孔陶粒组成，并且生物滤料表面形成疏水的包覆层，能够实现生物营养可控释放。同时本发明提供了该生物滤料的制备方法，该方法的特征在于在陶粒表面搅拌粗糙化过程中，同时加入生物营养液溶液，生物营养液吸附进入多孔陶粒，形成富含生物营养液的陶粒，最后通过添加疏水溶液，使疏水溶液在随后的干燥过程中形成表面疏水层，获得富含营养液的生物滤料。该生物滤料具有营养成分缓释可控释放的特点，可广泛应用于生物滴滤和生物除臭等领域。
文档编号C02F3/10GK102910727SQ20111021800
公开日2013年2月6日 申请日期2011年8月1日 优先权日2011年8月1日
发明者袁方利, 王争元, 李长发, 贾世军, 王立柱, 韩宗育, 苏建龙 申请人:北京佰润泽环境科技发展有限公司, 北京中科润环保设备有限公司