[发明专利]一种淤泥改性生态化填料及其制备方法和应用

说明书

本发明提出了一种淤泥改性生态化填料的制备方法，将淤泥脱水后，用电解水进行清洗和杀菌，并利用无机‑有机联合改性的方法，钝化淤泥中的重金属，改变淤泥的粘性，然后添加载体造粒，制备成磁性淤泥改性生态化填料。本发明所得生态化填料中的微生物能够较快的适应外界环境，并能够对人工湿地进行微生态调控，用于待处理生活污水及水产养殖废水中的人工湿地系统单元中。

技术领域

本发明涉及淤泥技术领域，具体涉及一种淤泥改性生态化填料及其制备方法和应用。

背景技术

由于工业、生活和畜禽养殖废水的任意排放及集约化高密度水产养殖，导致不少沿海滩涂淤泥污染严重，淤泥中主要污染物质包括氮磷营养物质、有毒有害物质，如矿物油，多环芳烃及多种重金属，以Cd、Cu、As³⁺、Pb、Cr⁶⁺为代表的重金属污染严重，被污染的淤泥不仅影响沿海水产动物的生长，有些含重金属高的淤泥还可能杀死有机体、藻类，造成食物链的部分缺失，使生物多样性丧失，进而破坏整个水域生态系统，故而需要对淤泥进行疏浚。

近年来，用人工湿地处理废水发展迅速，生态化填料用作水处理滤料具有较强的优势和发展潜力，既可以作为滤料广泛应用于滤池中，也可以作为生物膜的载体应用于曝气生物滤池中，具有较好的处理效果。水处理系统中填料作为微生物的载体，直接影响着微生物的生长、繁殖及脱落的整个过程，从而影响水处理的效果。但目前的许多填料普遍存在着比表面积不大、机械强度不高等问题。

从淤泥资源化的方法来看，由于疏浚淤泥中重金属的存在，所以不能直接应用于土壤改良等。而利用沿海滩涂淤泥进行改性制造生态化填料，将淤泥中的重金属进行固化和固结，既实现了疏浚淤泥的安全处理处置，又为生态化填料制作提供了原料，实现了污染治理与资源化利用的有机结合。

发明内容

本发明提供一种淤泥改性生态化填料及其制备方法，其目的在于，提供一种淤泥改性生态化填料，经过淤泥脱水后，无机-有机联合改性后添加载体造粒，制成生态化填料，该产品环保，可快速净化水质并去除废水中的各种污染物，具有巨大的比表面和良好的机械强度，蜂窝状的孔性还能更好的吸附固定微生物，吸附后化学需氧量COD含量低于12mg/L，生物需氧量BOD5含量低于7mg/L，悬浮物SS含量低于5mg/L，总氮含量低于9mg/L，总磷含量低于0.2mg/L，微生物量低于1.2×10⁴个/mL。

本发明提供一种淤泥改性生态化填料的制备方法，将淤泥脱水后，用电解水进行清洗和杀菌，并利用无机-有机联合改性的方法，钝化淤泥中的重金属，改变淤泥的粘性，然后添加载体造粒，制备成磁性淤泥改性生态化填料；

所述无机-有机联合改性的方法为先采用双氧水钝化，然后采用高粘改性剂增加淤泥的黏性，所述改性后的淤泥黏性为50000-55000Pa·s。

作为本发明进一步的改进，所述淤泥脱水后含水量低于5wt%。

作为本发明进一步的改进，所述无机-有机联合改性的方法包括如下步骤：

S1. 重金属离子的钝化：将灭菌后的淤泥浸泡在双氧水中，浸泡10-20h后再次用去离子水将其洗净；

S2. 淤泥粘性的提高：将苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌断式聚合物与溶胀剂在100℃下加热 20-30min溶胀至流动状态，将其倒入已加热至流动状态的分散剂中， 并加入交联剂，完成后倒入蒸发皿放入40℃真空干燥箱中保温1h，得到高粘改性剂，将洗净后的淤泥加热至175℃，将高粘改性剂放入热的淤泥中搅拌 30min 制得高粘性淤泥。

作为本发明进一步的改进，所述溶胀剂选自羧甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇、聚乙烯酰胺、聚丙烯酰胺中的一种或几种混合；所述分散剂选自硬脂酸钡、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镉、硬脂酸镁、硬脂酸铜中的一种或几种；所述交联剂为多异氰酸酯。