[发明专利]一种利用火山岩挂膜制作的生物滤池填料

说明书

本发明属于生物滤池填料技术领域，特别涉及一种利用火山岩挂膜制作的生物滤池填料，包括以下重量份的原料制备而成：火山岩颗粒85‑100重量份、淀粉20‑40重量份、硅酸钠2‑5重量份、过硫酸盐1‑5重量份、十六烷基三甲基溴化铵0.25‑0.75重量份；本发明提供的生物滤池填料对细菌微生物具有极好的亲和性，可诱导细菌微生物停留并吸附在其表面，并且淀粉可为污水中的细菌微生物等提供营养物质，进而达到促进细菌微生物的挂膜效率，即加快火山岩颗粒上生物膜的形成速率。

技术领域

本发明属于生物滤池填料技术领域，特别涉及一种利用火山岩挂膜制作的生物滤池填料。

背景技术

火山岩又称为喷出岩，属于岩浆岩的一类，是岩浆经火山口喷出到地表后冷凝而成的喷出岩。现有技术中，通过选矿、破碎、筛分、研磨等一系列工艺将火山岩加工形成粒状的滤料，并作为生物法处理污水时的载体，由于火山岩的表面粗糙多微孔、质地轻、化学性能好、强度适宜、表面粗糙空隙发达且分布合理、耐冲洗、不堵塞、具有良好的物理、化学和水力特性，因此可适用于不同污水净化的要求，上述的特点也特别适用于微生物在其表面生长、繁殖，形成生物膜。

生物膜的形成过程是微生物吸附、生长、脱落等综合作用的动态过程。首先，悬浮于液相中的有机污染物及微生物移动并附着在载体表面上，然后附着于载体上的微生物对有机污染物进行降解，并发生代谢、生长、繁殖等过程，并逐渐在载体的局部区域形成薄的生物膜，这层生物膜具有生化活性，又可进一步吸附、分解废水中的有机污染物，直至最后形成一层将载体完全包裹的成熟的生物膜。根据现有的研究成果，生物膜的形成通常经历载体表面改良、可逆附着、不可逆附着和生物膜形成四个阶段。具体的，微生物在载体上的挂膜可分为微生物吸附和固着生长两个阶段。载体加入水中以后，首先进入吸附期，部分微生物和丝状物质附着在载体表面，且附着了较多物质的位置往往是载体的凹处，不容易被水流剪切的地方，此时悬浮液中的微生物大量增长，出现较明显的一个污泥层。经过不可逆附着以后，微生物在载体表面获得一个比较稳定的生长环境，在供氧和底物充足的情况下，吸附在载体上的污泥中的微生物很快就开始生长。随着培养驯化时间的增长，在载体表面生长的生物膜也迅速增长，逐渐覆盖整个载体表面，并开始增厚。但生物膜的生长并不均匀，在载体比较突出的地方，生物膜比较薄，而凹处则会长出相当繁盛的菌落。基于上述生物膜的形成过程可以看出，载体对于生物膜的能否形成以及形成的速率具有至关重要的作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用火山岩挂膜制作的生物滤池填料，其能够显著的提高生物膜的形成速度。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种利用火山岩挂膜制作的生物滤池填料，包括以下重量份的原料制备而成：火山岩颗粒85-100重量份、淀粉20-40重量份、硅酸钠2-5重量份、过硫酸盐1-5重量份、十六烷基三甲基溴化铵0.25-0.75重量份。

在进一步的技术方案中，所述火山岩颗粒的粒径为1-5mm。

在进一步的技术方案中，所述的淀粉选自玉米淀粉、小麦淀粉、马铃薯淀粉和木薯淀粉中的至少一种。

在进一步的技术方案中，所述过硫酸盐选自过硫酸铵、过硫酸钠或过硫酸钾中的至少一种。

在进一步的技术方案中，所述生物滤池填料的制备方法包括以下步骤：

(1)将硅酸钠加水溶解形成硅酸钠溶液，加入CTAB，超声分散，再加入火山岩颗粒，继续超声分散10-30min，然后缓慢滴加酸性溶液至pH值为4.5-8.0，匀速搅拌，并升温至50-80℃，反应10-60min，得到富含有前驱体沉淀的火山岩颗粒；

(2)对步骤(1)的产物进行真空过滤，干燥，然后焙烧处理；

(3)用水将淀粉配制成淀粉浆，加热搅拌条件下，缓慢滴加过硫酸盐和步骤(2)中的焙烧产物，滴加完成后继续搅拌，并保持温度为80-90℃，持续反应1-3h，得到所述的生物滤池填料。