申请日2014.12.09
公开(公告)日2015.04.08
IPC分类号C02F3/34; C02F3/32
摘要
本发明公开了一种水生植物种植基质填料及制备方法和应用，该填料由一定比例的观音土、硅藻土、稻谷壳、氧化钙、酵素菌组成。其制备步骤是：(1)将观音土放置窑炉，烧制;(2)将稻谷壳、酵素菌混合均匀，自然堆积发酵;(3)将步骤(1)、(2)中的产物加入硅藻土、氧化钙混合均匀，制成植物种植基质性填料。水生植物种植基质填料在城市污水处理中的应用。方法易行，操作简便，高温处理后的观音土将增加其氮磷吸附量;增大其表面积，利于生物膜的形成和应用，具有较强的同步除碳、脱氮的效果。解决了现有技术不能有效去除污水中氮、磷、病原微生物、重金属和有机污染物等问题，保障出水达到了优于国家城镇污水排放标准一级A标准。
权利要求书
1.一种水生植物种植基质填料，它由以下原料的重量百分比制成：
原料 %
观音土 38-52%
硅藻土 25-35%
稻谷壳 10-18%
氧化钙 5.5-11.5%
酵素菌 1.5-3.5%;
所述的酵素菌：包括枯草芽孢杆菌、酵母菌、放线菌;
所述的枯草芽孢杆菌有效活菌数为20亿/克;
所述的酵母菌有效活菌数为350万/克;
所述的放线菌有效活菌数为300万/克。
2.根据权利要求1所述的一种水生植物种植基质填料，其特征在于：
原料 %
观音土 40-48%
硅藻土 27-32%
稻谷壳 12-16%
氧化钙 6.5-10.5%
酵素菌 1.8-3.2%。
3.根据权利要求1所述的一种水生植物种植基质填料，其特征在于：
原料 %
观音土 41-47%
硅藻土 28-31%
稻谷壳 13-15%
氧化钙 7.5-9.5%
酵素菌 2-3%。
4.根据权利要求1所述的一种水生植物种植基质填料，其特征在于：
原料 %
观音土 42-45%
硅藻土 29-30%
稻谷壳 13.5-14.5%
氧化钙 8-9%
酵素菌 2.4-2.6%。
5.根据权利要求1所述的一种水生植物种植基质填料，其特征在于：
原料 %
观音土 45%
硅藻土 30%
稻谷壳 14%
氧化钙 8.5%
酵素菌 2.5%。
6.根据权利要求1所述的一种水生植物种植基质填料，其特征在于：
原料 %
观音土 42%
硅藻土 33%
稻谷壳 16%
氧化钙 7%
酵素菌 2%。
7.权利要求1所述的一种水生植物种植基质填料的制备方法，其步骤是：
A、将观音土放置490-510℃窑炉，烧制110-130分钟;
B、将稻谷壳、酵素菌混合均匀，自然堆积发酵二周，发酵温度范围是65-70℃;所述酵素菌中包括枯草芽孢杆菌、酵母菌、放线菌;枯草芽孢杆菌有效活菌数为20亿/克，酵母菌有效活菌数为350万/克，放线菌有效活菌数为300万/克;
C、将处理后的观音土、发酵过的稻谷壳按比例加入硅藻土、氧化钙混合均匀，制成植物种植基质性填料。
8.权利要求1所述的一种水生植物种植基质填料在城市污水处理中的应用，其步骤是：
(1)使用时按基质填料：自然水：红糖=1：0.3：0.006的重量比混匀，3小时后既可使用;
(2)将芦苇、千屈菜水生植物种植在基质填料中，放置城市污水处理A/O系统O段中，开始使用;
(3)每间隔9-11天，按1000公斤基质填料添加12公斤酵素菌、6公斤糖、60公斤水的比例混匀后，喷射至基质填料上，2小时后将种植水生植物的基质填料，放回O段曝气池中。
说明书
一种污水处理兼水生植物种植基质填料制备方法和应用
技术领域
本发明涉及城市污水处理领域，具体涉及一种城市污水处理兼水生植物种植基质填料，同时还涉及一种水生植物种植基质填料的制备方法，还涉及一种水生植物种植基质填料的用途。
背景技术
目前国内已建成、运行的城市污水处理厂中，采用最广泛的处理工艺，一级强化处理通常选用物化强化处理法、AB法前段工艺、水解好氧法前段工艺和高负荷活性污泥法等技术;二级处理工艺根据城市污水处理厂的规模，选择活性污泥法、氧化沟法、SBR法、水解好氧法、AB法和生物滤池法;二级强化处理工艺则选择A/O法、A/A/O法。目的是去除碳源污染物的同时强化脱氮除磷效果，但这些工艺在实际应用中，由于受进水水质的波动和运行成本等诸多因素的影响，仍不能有效去除污水中氮、磷、病原微生物、重金属和有机污染物等，尤其对一些难降解的有机物、磷、氮等可溶性污染物。即使出水能够稳定达到国家排放水二级标准，对收纳湖泊、河流和水库而言，进水仍为劣五类水质。由此可见，随着城镇化的推进以及国家污染物减排要求的日益提高，污水处理厂的排放标准的提高也必然成为趋势。在现有城市污水处理A/O工艺上，添加水生植物、基质填料、微生物菌剂等复合材料，将有效去除一些难降解的有机物、磷、氮等可溶性污染物等问题，保障出水达到优于国家城镇污水排放标准一级A标准。
发明内容
为了解决以上技术问题，本发明的目的是在于提供了一种水生植物种植基质填料，高温处理的观音土、发酵过的稻谷壳、硅藻土和氧化钙具有高效的吸附性和沉淀效应，能有效吸附、沉淀可溶性有机物、磷、氮等污染物，还可促使水生植物生长，水生植物在生长过程中，将吸收部分氮、磷，并通过植物的收割将氮磷从系统中去除。同时，基质填料复配的微生物菌剂能够有效的分解、转化氮。其化学需氧量、生化需氧量、总氮、总磷和氨氮的去除效率可分别达到86.3%、81.5%、83.2%、79.7%和87.4%。
本发明的另一个目的是在于提供了一种水生植物种植基质填料的制备方法，方法易行，操作简便，高温处理后的观音土将增加其氮磷吸附量;增大其表面积，利于生物膜的形成和应用;其表面积的增大，将有利于氧气传输，为微生物对污染物的分解创造良好的生境。发酵过的稻谷壳含有多糖、粗脂肪以及粗蛋白等营养物质，能够为微生物提供所必须的营养成分，便于微生物的附着，具有较强的同步除碳、脱氮的效果。
本发明还有一个目的是在于提供了一种水生植物种植基质填料在城市污水处理中的应用，解决了现有技术不能有效去除污水中氮、磷、病原微生物、重金属和有机污染物等问题，保障出水达到了优于国家城镇污水排放标准一级A标准。
一种水生植物种植基质填料，它由以下原料的重量百分比制成：
原料 重量百分比%
观音土 38-52%
硅藻土 25-35%
稻谷壳 10-18%
氧化钙 5.5-11.5%
酵素菌 1.5-3.5%。
所述的酵素菌为枯草芽孢杆菌、酵母菌、放线菌其中的一种或二至三种的任意混合。
所述的枯草芽孢杆菌有效活菌数为20亿/克;
所述的酵母菌有效活菌数为350万/克;
所述的放线菌有效活菌数为300万/克。
一种水生植物种植基质填料，它由以下原料的重量百分比制成(优选范围)：
原料 重量百分比%
观音土 40-48%
硅藻土 27-32%
稻谷壳 12-16%
氧化钙 6.5-10.5%
酵素菌 1.8-3.2%。
一种水生植物种植基质填料，它由以下原料的重量百分比制成(较好范围)：
原料 重量百分比%
观音土 41-47%
硅藻土 28-31%
稻谷壳 13-15%
氧化钙 7.5-9.5%
酵素菌 2-3%。
一种水生植物种植基质填料，它由以下原料的重量百分比制成(最佳范围)：
原料 重量百分比%
观音土 42-45%
硅藻土 29-30%
稻谷壳 13.5-14.5%
氧化钙 8-9%
酵素菌 2.4-2.6%。
一种水生植物种植基质填料，它由以下原料的重量百分比制成(最佳值)：
原料 重量百分比%
观音土 45%
硅藻土 30%
稻谷壳 14%
氧化钙 8.5%
酵素菌 2.5%。
一种水生植物种植基质填料的制备方法，其步骤是：
A、将观音土放置490-510℃窑炉，烧制110-130分钟。
B、将稻谷壳、酵素菌混合均匀，自然堆积发酵二周，发酵温度范围是65-70℃;所述酵素菌中包括枯草芽孢杆菌、酵母菌、放线菌;枯草芽孢杆菌有效活菌数为20亿/克，酵母菌有效活菌数为350万/克，放线菌有效活菌数为300万/克。
C、将处理后的观音土、发酵过的稻谷壳按比例加入硅藻土、氧化钙混合均匀，制成植物种植基质性填料。
一种水生植物种植基质填料在城市污水处理中的应用，其步骤是：
(1)使用时按基质填料：自然水：红糖=1：0.3：0.006的重量比混匀，3小时后既可使用。
(2)将芦苇、千屈菜等水生植物种植在基质填料中，放置城市污水处理A/O系统O段中，开始使用;
(3)每间隔9-11天左右，按1000公斤基质填料添加12公斤酵素菌、6公斤糖、60公斤水的比例混匀后，喷射至基质填料上，2小时后将种植水生植物的基质填料，放回O段曝气池中。
使用了本发明城市污水处理兼水生植物种植基质填料后，城市污水厂出水达到优于国家城镇污水排放标准一级A标准。(根据GB 18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》的方法和标准检测)。
本发明使用的高温(490-510℃)处理的观音土、发酵过的稻谷壳、硅藻土和氧化钙具有高效的吸附性和沉淀效应，能有效吸附、沉淀可溶性有机物、磷、氮等污染物，还可促使水生植物生长，水生植物在生长过程中，将吸收部分氮、磷，并通过植物的收割将氮磷从系统中去除。
本发明使用的枯草芽孢杆菌能将污水中大量的大分子有机物以及有害气体(氨、硫化氢等)，分解为小分子(多肽、高级脂肪酸等)。然后，再分解为更小分子的有机物(单糖、二糖、低级脂肪酸等)，最终分解为二氧化碳、硝酸盐和硫酸盐等，有效降低了水中的COD、BOD，使水体中的氨基氮(NH3-N)、亚硝基氮(NO2-N)和硫化物浓度降低。放线菌能分解蛋白质、纤维素和有机物，对消除水体的味道也有一定功效。酵母菌能有效分解多种有机物及油脂等，可去除水中COD及BOD，使得水质得到改善。各菌种之间还具有协同作用，枯草芽孢杆菌和放线菌降解有机物生成的单糖和二糖等可以提供给酵母菌利用，而酵母菌可以在污水中发挥其分解作用，弥补枯草芽孢杆菌和放线菌的不足。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：
1、高温处理的观音土、发酵过的稻谷壳、硅藻土和氧化钙具有高效的吸附性和沉淀效应，能有效吸附、沉淀可溶性有机物、磷、氮等污染物，还可促使水生植物生长，水生植物在生长过程中，将吸收部分氮、磷，并通过植物的收割将氮磷从系统中去除。同时，基质填料复配的微生物菌剂能够有效的分解、转化氮。其化学需氧量、生化需氧量、总氮、总磷和氨氮的去除效率可分别达到86.3%、81.5%、83.2%、79.7%和87.4%。
2、本发明的一种水生植物种植基质填料的制备方法易行，操作简便。高温处理后的观音土将增加其氮磷吸附量;增大其表面积，利于生物膜的形成和应用;其表面积的增大，将有利于氧气传输，为微生物对污染物的分解创造良好的生境。发酵过的稻谷壳含有多糖、粗脂肪以及粗蛋白等营养物质，能够为微生物提供所必须的营养成分，便于微生物的附着，具有较强的同步除碳、脱氮的效果。
3、本发明是在现有城市污水处理A/O工艺上，添加水生植物、基质填料和微生物菌剂等复合材料，将其协同作用，达到有效去除一些难降解的有机物、磷、氮等可溶性污染物问题，保障出水达到优于国家城镇污水排放标准一级A标准。
