新型生物填料的制作方法

本实用新型属于污水处理领域，具体涉及一种去除水中有机物，适合水生植物和微生物生长的新型生物填料。

背景技术：

随着国家经济的快速发展，污水收集和处理设施严重滞后，造成大量污水直接入河，目前大部分河流成为黑臭水体，水质标准也不能满足断面考核的要求，因此需采取措施进行治理。

现在常用的河水净化处理措施主要有管道截污、分散修建小型污水处理站和磁分离临时治污措施这三种。但现有的以上三种污水处理方法中仍存在以下缺点，管道截污的管网投资较大，城区或其它建筑物密集的区域拆迁量较大，一般需随区域规划实施，因此实现规划的周期较长。分散建处理站缺点是投资和运行管理费用较大。磁分离技术仅能去除一部分不溶解污染物，氨氮和总磷的去除率极低，出水水质仍然为劣V类水质，远远满足不了考核的水质要求，并且容易产生大量的化学污泥对环境造成二次污染。虽然，我国在污水处理中也采用通过在污水系统中驯化、培养大量的微生物，利用它们来分解有机物，从而达到净化污水的目的。为了使微生物附着生长，可在处理池中投放填料，通常采用悬挂生物填料的方法，这种方法存在一定的问题，如生物膜不易脱落，产生大量污泥，支架易损坏，菌落分布不均匀。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种新型生物填料，其投资和运行费用低，利用建筑垃圾达到以废治废的目的，解决现有悬挂生物填料的生物膜不易脱落、产生大量污泥，支架易损坏和菌落分布不均匀的技术问题。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

新型生物填料，其特征在于：所述生物填料包括由砂石骨料和微生物培养基混合均匀后通过胶结剂粘结成填料块，在填料块表面附着生物膜。

进一步优选为：所述砂石骨料为级配碎石、块石、卵石、角砾、圆砾、中砂、粗砂、新砖、新混凝土和废弃的建筑骨料中的一种或多种的任意组合物。

进一步优选为：所述砂石骨料的粒径为5mm-20mm。

进一步优选为：所述生物填料的形状为圆柱体或立方体或中心带空心圆柱形的立方体或中心带空心圆柱形的圆柱体，且所述立方体和中心带空心圆柱形的立方体的边长均为100mm-200mm，圆柱体和中心带空心圆柱形的圆柱体的直径均为100mm-200mm，空心圆柱形的直径为50mm-100mm。

进一步优选为：所述微生物培养基为活性酶、微生物制剂、芽孢杆菌生物制剂的复合块。

进一步优选为：所述胶结剂为环氧树脂。

一种砌块，包括镂空石笼，所述石笼内填充有权利要求1-7所述的生物填料。

进一步优选为：所述生物填料的孔隙率为30％-90％。

本实用新型的有益效果在于：

(1)该新型生物填料包括砂石骨料和微生物培养基混合均匀后通过胶结剂粘结成填料块和附着在该块状生物填料表面的生物膜，将携带微生物培养基和生物膜的生物填料铺设于河道两边,当河水流过铺设生物填料的位置时，生物膜和微生物培养基中微生物开始作用，对河水进行净化除污，有效的去除水体内的氨氮和有机污染物，增强河流的自净能力,可以为河道的水体提供自然净化的环境，也可为水生动物提供必要的栖息环境，防止水体富营养化，提高河道的景观效果。

(2)采用本实用新型生物填料填充石笼而成的砌块，铺设在河道顶部或者河道沿岸，由于砌块内部填充的填料之间存在较多的空隙，形成较大的比表面积，可进行厌氧-好氧交替反应，污泥产量少，生物化学稳定性好，不会产生二次污染，且填料之间的间隙使得流动水层中的溶解氧得到充分利用，同时还起到均匀布水的作用；在砌块上种植水生植物，水生植物吸收水体中氮磷等营养元素，根系还能形成好氧区和远离根系的厌氧区，促进了硝化和反硝化作用，提高了对水体的脱氮作用；而且该砌块机械强度高，无需采用支架，安装方便，能长时间稳定的使用。

附图说明

图1为本实用新型新型生物填料的结构示意图；

图2为本实用新型新型生物填料的使用状态图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。

新型生物填料，生物填料包括砂石骨料、微生物培养基和胶结剂，其中，砂石骨料为碎石、块石、卵石、角砾、圆砾、中砂、粗砂、新砖、新混凝土和废弃的建筑骨料中的一种或多种的任意组合物，该砂石骨料必须在专门的、有加工资质的综合加工厂进行加工，原料需通过分拣、筛分、冲洗等措施彻底清除原料中的粘土、淤泥、木屑、玻璃、石膏、塑料和沥青等非混凝土和砖瓦材料的杂质，加工好的砂石骨料成品堆积密度2300-2500kg/m³(堆积密度1090-1280kg/m³)，孔隙率50-57％，粒径范围分为5-20mm，20-40mm，40-80mm等三种等级，骨料原料的吸水率＜3％，压碎指标＜10％；

微生物培养基则为活性酶、微生物制剂、芽孢杆菌生物制剂的复合块，其中活性酶主要成分为硝化细菌，固氮菌，固磷菌，乳酸菌及单细胞活性剂、渗透剂、裂解酶提取物；所述活性酶、微生物制剂和芽孢杆菌生物制剂的菌种粉均为超浓缩、多功能活性干粉剂，贮存时间长，对环境和与之接触的人畜均无害。该微生物培养基中活性酶的比例为5％-10％、微生物制剂30％-40％、芽孢杆菌生物制剂的比例为40％-60％，投加量为20-50g/m³，生物填料配方中的细菌浓度高达2-20亿/g，通过胶结剂使用量的控制，使微生物培养基产生连续10-15年的缓释作用，可以在有效期内持续不断的向载体表面释放微生物芽孢，保持载体表面的生物量和生物种类的纯正和生物量，为生物填料有效净化水体提供微生物基础。微生物培养基所释放的微生物可以高效分解水体中的有毒有害物质，主要是氨氮、亚硝酸盐、有机物及水华分解后的残留物等，同时可以产生抗活性物质，能抑制有害菌和有害藻类的生长繁殖。

生物填料产品在水质净化过程中主要具有三方面的作用：

(1)可以迅速降解和吸收引起藻类大量产生的氮、磷等污染物，从而阻断藻类对氮、磷的利用；

(2)在降解和吸收水中氮、磷的同时分泌出一种抑制藻类生长的生物酶，抑制藻类大量繁殖；

(3)能有效的分解氧化和吸收水体中氮、磷、碳等营养性物质，对增加水体透明度，消除水体异味，创造适宜高等水生植物栽种和生长的环境，具有显著的功效。

胶结剂为环氧树脂胶黏剂，由于其具有许多优异的特性，如粘接性好、胶粘强度高、收缩率低、尺寸稳定、电性能优良、耐化学介质、配置容易、工艺简单、使用温度宽广、适应性较强、不污染环境等，对多种材料都具有良好的胶粘能力，还有密封、绝缘、防漏、固定、防腐、装饰等多种功用，所以本新型生物填料选用环氧树脂胶黏剂作为粘结材料。

砂石骨料和微生物培养基混合均匀后通过胶结剂粘结成填料块，具体为加工合格的砂石骨料根据不同需求进行级配后进行加水搅拌，调和搅拌过程中加入粘结剂，加入粘结剂的目的是增加骨料的结合性能，搅拌10分钟后开始添加微生物培养基，均混合均匀后进行振压成型，成型脱模静置8小时后，在成型的填料块表面固定生物膜即得本新型生物填料1。该生物膜主要成分为枯草芽孢杆菌，地衣芽孢杆菌，纳豆芽孢杆菌、酵母菌等有益菌，投加量为5-10g/m3，总菌体数200亿/克，固定方法为将上述菌种用清水稀释500倍后用喷药机器均匀的喷洒在生物填料表面(喷洒面积少于生态块总面积的40％)。

本实用新型所述的新型生物填料的形状为圆柱体或立方体或中心带空心圆柱形的立方体或中心带空心圆柱形的圆柱体，在具体的附图表示中，仅以图1中中心带空心圆柱形的圆柱体14为例；且所述立方体和中心带空心圆柱形的立方体的边长均为100mm-200mm，圆柱状和中心带空心圆柱形的圆柱体的直径均为100mm-200mm，空心圆柱形的直径为50mm-100mm。

如图2所示，一种砌块，包括镂空石笼2，在石笼2内填充有本实用新型的新型生物填料1，具体的，镂空石笼2一般为立方体，其尺寸为800mm-1000mm，石笼2中生物填料1的孔隙率为30％-90％。

本实用新型在具体的实施过程中，可单独铺设在河道、湖泊的边坡3、泊岸或河底，也可把该生物填料1装入石笼2封住后，铺设在河道、湖泊的边坡3、泊岸和河底，也可用于铺设湿地床，在不同的河道、湖泊的边坡、泊岸或河底根据使用情况的需要铺设不同的高度，其净化原理为：

(1)该新型生物填料包括砂石骨料和微生物培养基混合均匀后通过胶结剂粘结成的块状和附着在该块状生物填料表面的生物膜，将携带微生物培养基和生物膜的生物填料铺设于河道两边,当河水流过铺设生物填料的位置时，生物膜中微生物开始作用，对河水进行净化除污，有效的去除水体内的氨氮和有机污染物，增强河流的自净能力,可以为河道的水体提供自然净化的环境，也可为水生动物提供必要的栖息环境，防止水体富营养化，提高河道的景观效果。

(2)采用本新型生物填料填充石笼而成的砌块，是不错的滤水材料，铺设该砌块后的河道顶部可以种植水生植物，增加净化效果和景观效果；河道沿岸坡铺设该砌块，利用砌块间隙植物根系对氧的传递和释放，使其周围的环境中依次呈现出好氧、缺氧和厌氧状态，充分利用高效好氧微生物、厌氧微生物、除磷菌、亚硝化细菌和硝化细菌等微生物的作用净化污水，用最少的运行费实现最优的净化效果。保证了河水中的氮、磷不仅能够被植物和微生物作为营养成分而直接吸收，而且还可以通过硝化、反硝化作用及微生物对磷的过量积累作用将其从水体中去除，既实用又美观。

(3)采用本新型生物填料填充石笼而成的砌块，具有透水性高，承载力强，因而可以用作铺设湿地床，兼具蓄水和承载地表植物的作用。地表植物扎根于净水砌块内部，吸收水体中的氮、磷等有机物，由于植物进行光合作用，所以可以通过根系和枝条的气体传输作用，将氧气释放于水体中，改善水体中微生物的生长环境，促进水体中好氧微生物对有机物的降解。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本实用新型进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本实用新型权利要求书所限定的范围。