[发明专利]一种悬浮型生物活性炭颗粒载体及其的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于环保和水处理技术领域，涉及景观水体、水产养殖水体、观赏鱼水体以及自来水厂、污水处理厂和工厂等水处理或水质净化处理中所使用的含有微生物或细菌的悬浮颗粒载体，具体的说，涉及一种悬浮型生物活性炭颗粒载体及其制备方法。

背景技术

生物和活性炭是水处理领域中常用的材料。

现行的“生物活性炭处理技术”是将颗粒状活性炭装填入水处理装置中，然后使微生物在颗粒活性炭的表面生长，形成生物活性炭处理技术。这种技术的特征是微生物在活性炭颗粒表面附着生长。微生物先靠自然吸附与活性炭颗粒结合，然后逐步繁殖形成生物膜。所形成的生物膜在处理过程中逐步增厚，并会脱落。

当所处理水中的污染物浓度比较低，如处理河水、湖水等时，生物膜的形成时间比较长、容易脱落，造成处理效果不稳定。而且，还存在着活性炭与微生物结合的效果没有充分发挥出来，颗粒的比重较大，达到悬浮状态时所需要的动力比较大等缺点。

发明内容

为克服现有技术中的不足，本发明旨在提供一种比重适中、活性炭与微生物结合好、处理效果稳定的悬浮型生物活性炭颗粒载体。

本发明的另一个目的在于提供一种制备悬浮型生物活性炭颗粒载体的方法。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种悬浮型生物活性炭颗粒载体是一种边长为2-5mm、比重为1.02-1.08的立方块颗粒，所述立方块颗粒包括：微生物菌体、竹制粉末状活性炭及水性聚氨酯凝胶体；所述微生物菌体以MLVSS浓度计量，其数量为2000-30000mg/L；所述竹制粉末状活性炭的浓度以所述立方块颗粒的质量百分率计量，其数量为1-8％；所述水性聚氨酯凝胶体原料预聚体的浓度以所述立方块颗粒的质量百分率计量，其数量为6-12％。

进一步的，所述竹制粉末状活性炭的粉末粒度为10-150μm。

一种制备悬浮型生物活性炭颗粒载体的方法，其，包括以下步骤：

步骤1)用微生物浓缩液加自来水调配成含微生物浓度为2000-30000mg/L的微生物菌体；

步骤2)在所述微生物菌体中加入质量百分比为1-8％的粉末状活性炭，并混合均匀，得微生物活性炭复合颗粒液体；

步骤3)在所述微生物活性炭复合颗粒液体中加入质量百分比为6-12％的水性聚氨酯凝胶体原料预聚体，并混合均匀，得微生物活性炭混合液体；

步骤4)在所述微生物活性炭混合液体中加入聚合引发剂进行聚合反应，得到一凉粉状或皮冻状的水溶胶固体坯；

步骤5)对所述凉粉状或皮冻状的水溶胶固体坯进行机械切割，最终制成边长为2-5毫米的立方块颗粒。

进一步的，步骤4中，所述聚合反应的温度为20-40℃。

优选的，所述聚合反应的温度为25-35℃。

进一步的，所述聚合引发剂包括引发剂KPS和催化剂TEMED，所述引发剂KPS和催化剂TEMED的添加量分别为质量百分比的0.5-2％和0.1-1％。

进一步的，所述聚合反应的时间为5-30分钟。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明的悬浮型生物活性炭颗粒载体比重适中、活性炭与微生物结合好、处理效果稳定，本发明的制备方法简单易行。

(2)在使用过程中，在载体的横截面还形成一个特征，即，载体表层1毫米内为好氧区，在此主要发生好氧反应；载体表层深度大于1毫米直至中心为缺氧区，在此发生还原反应，在此区域内的生物活性炭颗粒构成一个原电池。通过原电池的电子传递，实现自养型生物反应，使在颗粒好氧区所产生的硝酸氮被还原成氮气，达到不外加碳源的脱氮效果。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了本发明的制备悬浮型生物活性炭颗粒载体的流程示意图。

图2示出了本发明的悬浮型生物活性炭颗粒载体中的微生物—粉末状活性炭微小颗粒模式图。

图3示出了本发明的悬浮型生物活性炭颗粒载体的结构模式图。

图4本发明的实施例3中的载体颗粒SEM照片。

图5本发明的实施例3中的载体中的硝化菌微生物SEM照片。