一种用于脱除水中含氮污染物的固化微生物颗粒附着网的制作方法

本实用新型涉及水处理领域，尤其涉及一种用于脱除水中含氮污染物的固化微生物颗粒附着网。

背景技术：

景观水体中含氮污染物的去除是防止水体富营养化的主要要求之一，通常是通过生物硝化和反硝化过程来实现的。硝化过程是硝化微生物在好氧的环境条件下，利用氧气将氨氮氧化成为硝酸盐或亚硝酸盐；由于硝化菌是一类自养微生物具有生长缓慢、环境条件要求高的特点，使得硝化过程只有在水中有机物含量较低的情况下才会顺利进行。反硝化过程是具有反硝化功能的微生物在无氧条件下，利用有机物作为还原剂将硝酸盐或亚硝酸盐还原成为氮气，从水中去除含氮化合物。从生物硝化和反硝化过程对环境条件的要求上来看，硝化过程需要氧气、不要有机物，而反硝化过程需要有机物、不需要氧气；如果氧气、有机物的供给都由液相一侧来实现的话，硝化和反硝化过程很难协调和平衡。这也就是为什么生物硝化过程通常要在两个反应器中开展的原因所在。另外硝化过程和有机物的氧化过程需要消耗水中溶解氧，而水中氧气的提供通常由电能的消耗来实现的，因此要求较高的电耗和运行费用。在景观水体中通常由于营养物质的存在而生长藻类等光合生物，它们在代谢过程中可产生一定量的氧气，如果能够有效地藻类产生的氧气用于硝化作用，将降低景观水水质处理的运行费用。

技术实现要素：

本实用新型一种用于脱除水中含氮污染物的固化微生物颗粒附着网的目的是解决现有技术中固定化颗粒内部藻类、硝化菌和反硝化菌等微生物的空间分布不均，硝化和反硝化过程很难协调和平衡的技术问题，还解决现有技术要求较高的电耗和运行费用的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种用于脱除水中含氮污染物的固化微生物颗粒附着网，包括网状载体和附着在网状载体的固化脱氮颗粒，其特征在于：所述固化脱氮颗粒是由聚乙烯醇和海藻酸盐混合物将固化微粒与反硝化菌包裹后固化而成的固定化藻类-硝化菌-反硝化菌颗粒；所述固化微粒由聚乙烯醇和海藻酸盐混合物将小球藻与硝化菌包裹后固化而成的固定化藻类-硝化菌微粒；所述硝化菌包裹在小球藻的周围；所述网状载体包括上网片、附着层和下网片，所述固化脱氮颗粒附着在附着层上，所述上网片和下网片分别覆盖在附着层上下两面上。

所述固化微粒中的小球藻与硝化菌细胞浓度比为1:25～50。

所述固化微粒的直径为0.5～0.8mm。

所述固化脱氮颗粒的直径为3.0～4.0mm。

所述聚乙烯醇和海藻酸盐混合物由聚乙烯醇（15%，W/V）和海藻酸盐（2%，W/V）的混合溶液按照体积比1:1的比例混合得到。

与现有技术相比本实用新型具有以下特点和有益效果：

本实用新型的有益的效果是，藻类、硝化菌和反硝化菌在固定化颗粒内部都处于适宜且优化的环境条件下，藻类产生的氧气就地被硝化菌利用，硝化菌产生的硝酸盐直接被反硝化菌利用，水中的有机物也不会影响硝化过程的进行。

此外，在室外景观水处理过程中可有效利用太阳光，减少曝气过程能量的消耗。

附图说明

图1是本实用新型一种用于脱除水中含氮污染物的固化微生物颗粒附着网的结构示意图；

图2是本实用新型固化脱氮颗粒的结构示意图。

附图标记：1-网状载体；11-上网片；12-附着层；13-下网片；2-固化脱氮颗粒；3-固化微粒；31-小球藻；32-硝化菌。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创新特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图对本实用新型进一步说明。

在此记载的实施例为本实用新型的特定的具体实施方式，用于说明本实用新型的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本实用新型实施方式及本实用新型范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。

一种用于脱除水中含氮污染物的固化微生物颗粒附着网，如图1和2所示，一种用于脱除水中含氮污染物的固化微生物颗粒附着网，包括网状载体1和附着在网状载体1上的固化脱氮颗粒2，固化脱氮颗粒2的直径为3.0～4.0mm，固化脱氮颗粒2是由聚乙烯醇和海藻酸盐混合物将固化微粒3与反硝化菌4包裹后固化而成的固定化藻类-硝化菌-反硝化菌颗粒，固化微粒3的直径为0.5～0.8mm；固化微粒3由聚乙烯醇和海藻酸盐混合物将小球藻31与硝化菌32包裹后固化而成的固定化藻类-硝化菌微粒，固化微粒3中的小球藻31与硝化菌32细胞浓度比为1:20-50，聚乙烯醇和海藻酸盐混合物由聚乙烯醇（15%，W/V）和海藻酸盐（2%，W/V）的混合溶液按照体积比1:1的比例混合得到；硝化菌32包裹在小球藻31的周围；网状载体1包括上网片11、附着层12和下网片13，固化脱氮颗粒2附着在附着层12上，上网片11和下网片13分别覆盖在附着层12上下两面上。

下面提供本实用新型解决技术问题所采用具体实施方法：

将小球藻与培养驯化的硝化菌悬液按照细胞数量比1:25 - 50的比例进行混合，然后与含有聚乙烯醇（15%，W/V）和海藻酸盐（2%，W/V）的混合溶液按照体积比1:1的比例进行混合。利用微量进样器将该混合液制成直径0.5～0.8mm的小液滴，滴加进入含有氯化钙（2%，W/V）的固定液中，形成含有硝化菌和小球藻的固定化微生物微粒。将具有反硝化功能的反硝化菌悬液（50g/L）与含有聚乙烯醇（30%，W/V）和海藻酸盐（4%，W/V）的混合溶按照体积比1:1的比例进行混合；然后加入同样体积含有硝化菌和小球藻的固定化微生物微粒，混合均匀。将混合液制成直径3.0～4.0毫米的小液滴，滴加进入含有氯化钙（2%，W/V）的固定液中形成含有藻类、硝化菌和反硝化菌的固定化微生物颗粒。在此固定化颗粒中，硝化菌和藻类的空间位置临近，在有阳光照射的情况下藻类光合作用产生氧气供硝化菌氧化水中的氨氮成为硝酸盐；产生的硝酸盐向外扩散，固定化微生物颗粒外部存在的反硝化菌利用水中存在的有机物将硝酸盐还原成为氮气。

在景观水去除含氮污染物的情况下，水中通常含有的污染物包括有机物和氨氮等，这些污染物扩散进入固化脱氮颗粒内部，并存在一定的浓度梯度。在阳光的照射下，固化脱氮颗粒中的小球藻通过光合作用产生氧气，硝化菌利用通过扩散作用存在的氨氮与小球藻产生的氧气，进行硝化反应产生硝酸盐并向外部扩散。在固化脱氮颗粒靠近液相界面的反硝化菌可获得从内部向外扩散的硝酸盐和从液相一侧扩散进入固化脱氮颗粒的有机物，从而进行反硝化反应将硝酸盐还原成为氮气。在硝化菌反硝化过程中产生的二氧化碳可以被小球藻光合作用与硝化菌自养细胞合成所利用。在固化脱氮颗粒内部可实现藻类、硝化菌和反硝化菌的协同作用，顺利实现氮元素的生物转化，还可实现太阳能的高效利用降低景观水脱氮处理过程中能量消耗和资源利用。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。