用于曝气生物滤池的复合型生物滤料的制作方法

本发明涉及一种生物滤料，具体涉及用于曝气生物滤池的复合型生物滤料。

背景技术：

海水鱼养殖过程中，会产生大量的污染，其中主要包括残饵、排泄物、粘液、化学物质和治疗性药物残留。其中残饵、排泄物和粘液在处理过程中会产生大量的氨氮和亚硝酸盐。这些大量的氨氮和亚硝酸盐如果不能得到较好地处理，不仅会造成环境污染，而且不利于海水的循环利用。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于曝气生物滤池的复合型生物滤料，它能提高硝化菌的聚集效率，高效地处理生物滤池中废水的氨氮和亚硝酸盐，而且能更好地吸附和过滤生物滤池中的其它残留物。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种用于曝气生物滤池的复合型生物滤料，其特征在于：它包括由碳纤维制成的圆筒状外壳，所述的外壳内设有1-3个同轴直径逐渐减小的圆筒状内芯，所述的外壳与内芯之间及内芯与内芯之间设有多个径向连接且由碳纤维制成的连接壁；所述的圆筒状内芯(2)由复合材料制成，所述的复合材料主要由以下组分按照以下质量份制备而成：环氧树脂45-55份、玻璃纤维55-65份和茶多酚提取液0.05-1份；

所述外壳外壁上设有多个向外延伸的第一纤维丝束，每个连接壁的两个侧面上分别设有多个向相邻连接壁方向延伸的第二纤维丝束。

碳纤维的外壳可以很好地吸附有机物，并使微生物在上面进行生化反应，外壳外壁上的第一纤维丝束可以使过滤料之间的微生物能更好地接触，连接壁及连接壁的第二纤维丝束可以增加比表面积，能更好地使微生物吸附在上面进行生化反应，进而分解水中的氨氮和亚硝酸盐。环氧树脂和玻璃纤维的复合材料强度高，能适应滤料对力学的要求。而且加入茶多酚，可以高效净化滤池中的氨氮气体。

第一纤维丝束和第二纤维束的方向不同，曝气不会使它们同时受影响，可 以防止滤料被压实。

进一步地，本发明还可以进一步优选以下技术方案：

所述的第一纤维丝束和第二纤维丝束均由多根长短不一的碳纤维丝和腈纶纤维丝交错分布组成，其中所述的腈纶纤维丝的直径为0.5-0.8毫米，所述的碳纤维丝的直径为8-10微米。

采用上述技术方案可以在长效保持较高的孔隙率的同时，还可以增加滤料之间的接触，从而增加微生物之间的接触，从而使分散更加均匀，进而更加有效地分解氨氮和亚硝酸盐，而且采用不同直径的纤维丝可以防止滤料之间被压实。

进一步地，本发明还可以进一步优选以下技术方案：

所述的第一纤维丝束和第二纤维丝束中的部分纤维丝呈条状，部分纤维丝呈波浪状，条状纤维丝和波浪状纤维丝交错分布。

该结构能够防止纤维丝之间被压实，从而进一步保证过滤效果和使用寿命，而且可以增加在滤料中的微生物的接触，从而进一步优化氨氮的分解效率。

进一步地，本发明还可以进一步优选以下技术方案：

所述第一纤维丝束和第二纤维丝束的纤维丝的表面是凹凸不平的。

本方案采用粗糙表面，该结构更有利于挂膜，且在反冲时生物膜不容易脱落。

进一步地，本发明还可以进一步优选以下技术方案：

所述的外壳上分布多个穿透外壳壁体的孔洞。本方案的孔洞可以减少滤料与水体之间的剪切力，从而减少使滤料更不容易损坏。

进一步地，本发明还可以进一步优选以下技术方案：

所述外壳的内表面、外表面、内芯的内表面、外表面均是凹凸不平的。

采用本方案可以进一步增大比表面，而且更有利于挂膜，且在反冲时生物膜不容易脱落。

较之现有技术，本发明的有益效果为：

1.它能提高硝化菌的聚集效率，高效地处理生物滤池中废水的氨氮和亚硝酸盐，而且能更好地吸附和过滤生物滤池中的其它残留物。

2.可以在长效保持较高的孔隙率的同时，还可以增加滤料之间的接触，从而增加微生物之间的接触，从而使分散更加均匀，进而更加有效地分解氨氮和亚硝酸盐，而且采用不同直径的纤维丝可以防止滤料之间被压实。

3.该结构能够防止纤维丝之间被压实，从而进一步保证过滤效果和使用寿命，而且可以增加在滤料中的微生物的接触，从而进一步优化氨氮的分解效率。

4.本方案采用粗糙表面，该结构更有利于挂膜，且在反冲时生物膜不容易脱落。

5.对水流阻力小、不易堵塞、布水布气均匀；表面粗糙，挂膜速度快，反冲洗时微生物膜不易脱落。

6.实践证明可以耐得住不同强度的水力剪切作用，使用寿命远远长于其它滤料。

7.密度：密度适中，反冲洗时容易悬浮，可以节能降耗。

附图说明

图1是本发明的实施例1的截面结构示意图；

图2是本发明的实施例2的纤维丝束的示意图；

图3是本发明的实施例3的纤维丝束的示意图；

图4是本发明的实施例5的侧面结构示意图。

其中，图中的附图标记如下：

1-外壳，2-内芯，3-连接壁，4-第一纤维丝束，4-1-腈纶纤维丝，4-2-碳纤维丝，5-第二纤维丝束，5-1-条状结构纤维丝，5-2-波浪形结构纤维丝，6-孔洞。

具体实施方式

(一)具体实施方式

一种用于曝气生物滤池的复合型生物滤料，其特征在于：它包括由碳纤维制成的圆筒状外壳，所述的外壳内设有1-3个同轴直径逐渐减小的圆筒状内芯，所述的外壳与内芯之间及内芯与内芯之间设有多个径向连接且由碳纤维制成的连接壁；所述的圆筒状内芯(2)由复合材料制成，所述的复合材料主要由以下组分按照以下质量份制备而成：环氧树脂45-55份、玻璃纤维55-65份和茶多酚提取液0.05-1份；

所述的环氧树脂和玻璃纤维的质量比优选为50:55；

所述外壳外壁上设有多个向外延伸的第一纤维丝束4，每个连接壁3的两个侧面上分别设有多个向相邻连接壁3方向延伸的第二纤维丝束5。

所述的第一纤维丝束4和第二纤维丝束5可以是粘在外壳外壁和连接壁3上的，也可以是是穿设在外壳外壁和连接壁3上的孔中。

碳纤维的外壳可以很好地吸附有机物，并使微生物在上面进行生化反应， 外壳外壁上的第一纤维丝束可以使过滤料之间的微生物能更好地接触，连接壁及连接壁的第二纤维丝束可以增加比表面积，能更好地使微生物吸附在上面进行生化反应，进而分解水中的氨氮和亚硝酸盐。

第一纤维丝束和第二纤维束的方向不同，曝气不会使它们同时受影响，可以防止滤料被压实。

进一步地，本发明还可以进一步优选以下技术方案：

所述的第一纤维丝束4和第二纤维丝束5均由多根长短不一的碳纤维丝4-2和腈纶纤维丝4-1交错分布组成，其中所述的腈纶纤维丝的直径为0.5-0.8毫米，所述的碳纤维丝的直径为8-10微米。

采用上述技术方案可以在长效保持较高的孔隙率的同时，还可以增加滤料之间的接触，从而增加微生物之间的接触，从而使分散更加均匀，进而更加有效地分解氨氮和亚硝酸盐，而且采用不同直径的纤维丝可以防止滤料之间被压实。

进一步地，本发明还可以进一步优选以下技术方案：

所述的第一纤维丝束4和第二纤维丝束5中的部分纤维丝呈条状，部分纤维丝呈波浪状，条状纤维丝和波浪状纤维丝交错分布。

该结构能够防止纤维丝之间被压实，从而进一步保证过滤效果和使用寿命，而且可以增加在滤料中的微生物的接触，从而进一步优化氨氮的分解效率。

进一步地，本发明还可以进一步优选以下技术方案：

所述第一纤维丝束4和第二纤维丝束5的纤维丝的表面是凹凸不平的。

本方案采用粗糙表面，该结构更有利于挂膜，且在反冲时生物膜不容易脱落。

所述的外壳上分布多个穿透外壳壁体的孔洞。本方案的孔洞可以减少滤料与水体之间的剪切力，从而减少使滤料更不容易损坏。

进一步地，本发明还可以进一步优选以下技术方案：

所述外壳的内表面、外表面、内芯的内表面、外表面均是凹凸不平的。

采用本方案可以进一步增大比表面，而且更有利于挂膜，且在反冲时生物膜不容易脱落。

本发明的腈纶材料还可以是涤纶维纶或丙纶。

本发明的碳纤维可以是聚丙烯腈PAN基碳纤维，其中纤维丝束中采用的是短切纤维。

所述的环氧树脂和玻璃纤维主要是由以下方法制备而成的：将环氧树脂

45-55份、固化剂45-55份搅拌均匀，再加入茶多酚提取液0.05-1份，然后将搅拌均匀的物料注入预先铺设好55-65份玻璃纤维的模具中，最后固化成型。

所述的环氧树脂和玻璃纤维复合材料优选由以下方法制备而成的：将环氧树脂45份、固化剂50份搅拌均匀，再加入茶多酚提取液1份，然后将搅拌均匀的物料注入预先铺设好55份玻璃纤维的模具中，最后固化成型。

所述的环氧树脂优选为双酚A二缩水甘油醚，所述的固化剂优选为甲基四氢苯酐。

(二)实施例

实施例1

如图1所示，一种用于曝气生物滤池的复合型生物滤料，其特征在于：它包括由碳纤维制成的圆筒状外壳，所述的外壳内设有2个同轴直径逐渐减小的圆筒状内芯，所述的圆筒状内芯由复合材料制成，所述的复合材料主要为环氧树脂、玻璃纤维和茶多酚按照质量比为45:55：1制备而成的复合材料，所述的外壳与内芯之间及内芯与内芯之间设有多个径向连接且由碳纤维制成的连接壁；

所述外壳外壁上设有多个向外延伸的第一纤维丝束连接壁4，每个连接壁3的两个侧面上分别设有多个向相邻连接壁3方向延伸的第二纤维丝束5。

碳纤维的外壳可以很好地吸附有机物，并使微生物在上面进行生化反应，外壳外壁上的第一纤维丝束可以使过滤料之间的微生物能更好地接触，连接壁及连接壁的第二纤维丝束可以增加比表面积，能更好地使微生物吸附在上面进行生化反应，进而分解水中的氨氮和亚硝酸盐。

第一纤维丝束和第二纤维束的方向不同，曝气不会使它们同时受影响，可以防止滤料被压实。本实施例的1千克滤料展开后面积大于300m²。

实施例2

如图2所示，所述的第一纤维丝束4和第二纤维丝束5均由多根长短不一的碳纤维丝4-2连接壁和腈纶纤维丝连接壁4-1连接壁交错分布组成，其中所述的腈纶纤维丝的直径为0.5-0.8毫米，所述的碳纤维丝的直径为8-10微米。

采用上述技术方案可以在长期保持较高的孔隙率的同时，还可以增加滤料之间的接触，从而增加微生物之间的接触，从而使分散更加均匀，进而更加有效地分解氨氮和亚硝酸盐，而且采用不同直径的纤维丝可以防止滤料之间被压 实。本实施例的1千克滤料展开后面积大于300m²。

实施例3

如图3所示所述的第一纤维丝束4和第二纤维丝束5中的部分纤维丝呈条状，部分纤维丝呈波浪状，条状纤维丝和波浪状纤维丝交错分布。

该结构能够防止纤维丝之间被压实，从而进一步保证过滤效果和使用寿命，而且可以增加在滤料中的微生物的接触，从而进一步优化氨氮的分解效率。本实施例的1千克滤料展开后面积大于300m²。

实施例4

所述第一纤维丝束和第二纤维丝束的纤维丝的表面是凹凸不平的。

本方案采用粗糙表面，该结构更有利于挂膜，且在反冲时生物膜不容易脱落。本实施例的1千克滤料展开后面积大于300m²。

实施例5

如图4所示，本实施例与上述实施例不同的是，所述的外壳1上分布多个穿透外壳1壁体的孔洞6。本方案的孔洞6可以减少滤料与水体之间的剪切力，从而减少使滤料更不容易损坏。本实施例的1千克滤料展开后面积大于300m²。

实施例6

所述外壳1的内表面、外表面、内芯2的内表面、外表面均是凹凸不平的。凹凸表面可以是锯齿状的表面。本实施例的1千克滤料展开后面积大于300m²。

采用本方案可以进一步增大比表面，而且更有利于挂膜，且在反冲时生物膜不容易脱落。

将上述实施例的生物滤料投放到生物滤池中进行有益菌生物膜的培养，当生物膜形成后，在该生物滤池中通入循环流动的大黄鱼养殖废水，本发明的滤料与滤池的体积比为1:2-3，最后取滤池出水口的水进行出水氨氮剩余含量和出水亚硝酸盐含量的检测，其检测结果如下表所示：

以上仅是针对本发明的可行实施例的具体说明，但该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明思路所为的等效实施或变更，均应包含于本发明的专利范围中。