專利名稱：一種用于生物反硝化脫氮的天然中空網(wǎng)狀植物固體碳源的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于生物反硝化脫氮的固體碳源的制備方法，特別是涉及一種用于生物反硝化脫氮的天然中空網(wǎng)狀植物固體碳源的制備方法。
背景技術(shù)：
我國(guó)各地地下水污染以及地表為污染水源水中，硝酸鹽均是主要的污染指標(biāo)，并且有逐年加重的趨勢(shì)。硝酸鹽和亞硝酸鹽均可以在人體內(nèi)轉(zhuǎn)化為有“致癌、致變、致畸”的亞硝胺。在水處理生物反硝化脫氮工藝中，特別是處理微污染水源水或碳源不足的污水時(shí)， 需要投加碳源為微生物生長(zhǎng)提供碳源和能源，反硝化菌利用該能源進(jìn)行反硝化反應(yīng)，降低水中所含有的硝酸鹽。目前，傳統(tǒng)生物脫氮后置反硝化工藝中，主要是外投加甲醇或乙醇等液體有機(jī)物作為碳源，投放時(shí)易造成碳源不穩(wěn)定，引起反硝化菌的生長(zhǎng)困難，影響生物脫氮工藝的效率。同時(shí)，投放有機(jī)物質(zhì)作為碳源，造成了二次污染。將可生物降解天然纖維材料直接做成生物膜載體應(yīng)用于污水處理中，不會(huì)造成投放碳源的損失和二次污染，減少了工藝條件；另一方面，不需要在反硝化曝氣生物濾池中放置其它的生物膜載體，反硝化菌直接在可生物降解天然纖維材料上生長(zhǎng)繁殖，具有良好的生物親和性。利用天然可再生資源，開(kāi)發(fā)環(huán)境友好材料是當(dāng)今社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的必然趨勢(shì)，天然纖維材料是地球上最豐富的可再生資源，具有價(jià)廉、可降解和環(huán)境友好等特點(diǎn)。絲瓜屬一年生攀援葫蘆科草本植物，在中國(guó)南、北各地普遍栽培。絲瓜的用途廣泛，可食用、供藥用、制備美容產(chǎn)品及保健飲料。成熟時(shí)絲瓜里面呈網(wǎng)狀纖維，還可用作刷具、制備鞋墊等。如1、專利號(hào)CN 101181103 B，發(fā)明名稱一種殺菌消毒止癢除異味的絲瓜絡(luò)按摩保健鞋及生產(chǎn)方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于生物反硝化脫氮的天然中空網(wǎng)狀植物固體碳源的制備方法，該天然中空網(wǎng)狀植物固體碳源應(yīng)用于水處理生物反硝化脫氮工藝中，具有成本低廉、硝酸鹽的去除率高、使用壽命延長(zhǎng)、不會(huì)造成二次污染的特點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種用于生物反硝化脫氮的天然中空網(wǎng)狀植物固體碳源的制備方法，其特征在于它包括如下步驟1)將天然植物絲瓜成熟果實(shí)處理成絲瓜絡(luò)，并脫除掉其果仁，得到處理好的絲瓜絡(luò)(或稱天然植物絲瓜絡(luò)中空纖維材料)；2)將處理好的絲瓜絡(luò)切斷成多節(jié)(如2-6節(jié)，為圓柱體形)，得到圓柱體形的絲瓜選用有機(jī)纖維制成的纖維絲，按絲瓜絡(luò)與纖維絲的重量比1 1 100 1，用纖維絲對(duì)圓柱體形的絲瓜絡(luò)進(jìn)行包覆、纏繞，得到包覆纏繞后的絲瓜絡(luò)；3)將包覆纏繞后的絲瓜絡(luò)放入有機(jī)纖維制成的空心填料球中；得到用于生物反硝化脫氮的天然中空網(wǎng)狀植物固體碳源(即內(nèi)面填充有絲瓜絡(luò)的空心填料球)。所述的將處理好的絲瓜絡(luò)切斷成多節(jié)為將處理好的絲瓜絡(luò)切斷成2-6節(jié)。所述的有機(jī)纖維為棉纖維類天然植物纖維、動(dòng)物毛發(fā)類動(dòng)物纖維或聚乙烯纖維類有機(jī)絲。將內(nèi)面填充有絲瓜絡(luò)的空心填料球應(yīng)用于水處理生物反硝化脫氮工藝中，實(shí)現(xiàn)生物反硝化脫氮?？裳娱L(zhǎng)絲瓜絡(luò)的使用壽命，絲瓜絡(luò)生物降解后不會(huì)造成投放碳源的損失和
二次污染。絲瓜絡(luò)為重疊式的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的內(nèi)面填充有絲瓜絡(luò)的空心填料球(空心球)應(yīng)用于水處理生物反硝化脫氮工藝中，具有如下有益效果1.絲瓜絡(luò)由天然植物絲瓜成熟果實(shí)或半成熟果實(shí)處理制成，屬天然可再生資源，成本低廉。2.優(yōu)良的生物親和性天然植物絲瓜絡(luò)中空纖維材料具有優(yōu)良的植物活性，微生物直接在可生物降解天然纖維材料上生長(zhǎng)繁殖。3.為重疊式的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，表面粗糙、多微孔、比表面積大、處理能耗低、不易堵塞。4.絲瓜絡(luò)置入有機(jī)纖維制成的空心填料球后應(yīng)用于水處理生物反硝化脫氮工藝中使用壽命延長(zhǎng)一倍以上。5.良好的生物可降解性在處理污水的過(guò)程中降解后，可為反硝化反應(yīng)提供內(nèi)碳源，不會(huì)造成二次污染。
具體實(shí)施例方式為了更好的理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。實(shí)施例1 一種用于生物反硝化脫氮的天然中空網(wǎng)狀植物固體碳源的制備方法，它包括如下步驟1)將天然植物絲瓜成熟果實(shí)處理成絲瓜絡(luò)，并脫除掉其果仁，得到處理好的絲瓜絡(luò)(或稱天然植物絲瓜絡(luò)中空纖維材料)；2)將處理好的絲瓜絡(luò)切斷成多節(jié)(如2節(jié)，為不同尺寸的圓柱體形)，得到圓柱體形的絲瓜絡(luò)；選用有機(jī)纖維制成的纖維絲，按絲瓜絡(luò)與纖維絲的重量比50 1，用纖維絲對(duì)圓柱體形的絲瓜絡(luò)進(jìn)行包覆、纏繞，得到包覆纏繞后的絲瓜絡(luò)；3)將包覆纏繞后的絲瓜絡(luò)放入有機(jī)纖維制成的空心填料球中(空心填料球的直徑為15cm，內(nèi)徑為12cm)；得到用于生物反硝化脫氮的天然中空網(wǎng)狀植物固體碳源(即內(nèi)面填充有絲瓜絡(luò)的空心填料球)。所述的有機(jī)纖維為棉纖維類天然植物纖維。將內(nèi)面填充有絲瓜絡(luò)的空心填料球應(yīng)用于水處理生物反硝化脫氮工藝中，實(shí)現(xiàn)生物反硝化脫氮，在25°C條件下，對(duì)于硝態(tài)氮濃度為8. 56mg/L的生活污水，最佳反應(yīng)時(shí)間為 10h，硝酸鹽的去除率達(dá)到98. 68%，說(shuō)明硝酸鹽的去除率高。本發(fā)明用于生物反硝化脫氮的天然中空網(wǎng)狀植物固體碳源的使用壽命為240天， 與現(xiàn)有的棉纖維類碳源相比，使用壽命延長(zhǎng)一倍以上。實(shí)施例2 一種用于生物反硝化脫氮的天然中空網(wǎng)狀植物固體碳源的制備方法，它包括如下步驟1)將天然植物絲瓜成熟果實(shí)處理成絲瓜絡(luò)，并脫除掉其果仁，得到處理好的絲瓜絡(luò)(或稱天然植物絲瓜絡(luò)中空纖維材料)；2)將處理好的絲瓜絡(luò)切斷成多節(jié)(如3節(jié)，為不同尺寸的圓柱體形)，得到圓柱體形的絲瓜絡(luò)；選用有機(jī)纖維制成的纖維絲，按絲瓜絡(luò)與纖維絲的重量比80 1，用纖維絲對(duì)圓柱體形的絲瓜絡(luò)進(jìn)行包覆、纏繞，得到包覆纏繞后的絲瓜絡(luò)；3)將包覆纏繞后的絲瓜絡(luò)放入有機(jī)纖維制成的空心填料球中(空心填料球的直徑為15cm，內(nèi)徑為12cm)；得到用于生物反硝化脫氮的天然中空網(wǎng)狀植物固體碳源(即內(nèi)面填充有絲瓜絡(luò)的空心填料球)。所述的有機(jī)纖維為動(dòng)物毛發(fā)類動(dòng)物纖維。將內(nèi)面填充有絲瓜絡(luò)的空心填料球應(yīng)用于水處理生物反硝化脫氮工藝中，實(shí)現(xiàn)生物反硝化脫氮，在25°C條件下，對(duì)于硝態(tài)氮濃度為1. 08mg/L的湖泊水體，最佳反應(yīng)時(shí)間為他，硝酸鹽可完全去除。本發(fā)明用于生物反硝化脫氮的天然中空網(wǎng)狀植物固體碳源的使用壽命為240天， 與現(xiàn)有的動(dòng)物毛發(fā)類碳源相比，不會(huì)造成二次污染。實(shí)施例3 一種用于生物反硝化脫氮的天然中空網(wǎng)狀植物固體碳源的制備方法，它包括如下步驟1)將天然植物絲瓜成熟果實(shí)處理成絲瓜絡(luò)，并脫除掉其果仁，得到處理好的絲瓜絡(luò)(或稱天然植物絲瓜絡(luò)中空纖維材料)；2)將處理好的絲瓜絡(luò)切斷成多節(jié)(如4節(jié)，為不同尺寸的圓柱體形)，得到圓柱體形的絲瓜絡(luò)；選用有機(jī)纖維制成的纖維絲，按絲瓜絡(luò)與纖維絲的重量比100 1，用纖維絲對(duì)圓柱體形的絲瓜絡(luò)進(jìn)行包覆、纏繞，得到包覆纏繞后的絲瓜絡(luò)；3)將包覆纏繞后的絲瓜絡(luò)放入有機(jī)纖維制成的空心填料球中(空心填料球的直徑為15cm，內(nèi)徑為12cm)；得到用于生物反硝化脫氮的天然中空網(wǎng)狀植物固體碳源(即內(nèi)面填充有絲瓜絡(luò)的空心填料球)。所述的有機(jī)纖維為聚乙烯纖維類有機(jī)絲。將內(nèi)面填充有絲瓜絡(luò)的空心填料球應(yīng)用于水處理生物反硝化脫氮工藝中，實(shí)現(xiàn)生物反硝化脫氮，在25°C條件下，對(duì)于硝態(tài)氮濃度為1. 08mg/L的湖泊水體，最佳反應(yīng)時(shí)間為他，硝酸鹽可完全去除。本發(fā)明用于生物反硝化脫氮的天然中空網(wǎng)狀植物固體碳源的使用壽命為240天， 與現(xiàn)有的聚乙烯類有機(jī)絲相比，在處理污水的過(guò)程中可為反硝化反應(yīng)提供內(nèi)碳源，不會(huì)造成二次污染。實(shí)施例4 一種用于生物反硝化脫氮的天然中空網(wǎng)狀植物固體碳源的制備方法，它包括如下步驟1)將天然植物絲瓜成熟果實(shí)處理成絲瓜絡(luò)，并脫除掉其果仁，得到處理好的絲瓜絡(luò)(或稱天然植物絲瓜絡(luò)中空纖維材料)；2)將處理好的絲瓜絡(luò)切斷成多節(jié)(如6節(jié)，為不同尺寸的圓柱體形)，得到圓柱體形的絲瓜絡(luò)；選用有機(jī)纖維制成的纖維絲，按絲瓜絡(luò)與纖維絲的重量比1 1，用纖維絲對(duì)圓柱體形的絲瓜絡(luò)進(jìn)行包覆、纏繞，得到包覆纏繞后的絲瓜絡(luò)；3)將包覆纏繞后的絲瓜絡(luò)放入有機(jī)纖維制成的空心填料球中(空心填料球的直徑為15cm，內(nèi)徑為12cm)；得到用于生物反硝化脫氮的天然中空網(wǎng)狀植物固體碳源(即內(nèi)面填充有絲瓜絡(luò)的空心填料球)。所述的有機(jī)纖維為棉纖維類天然植物纖維。將內(nèi)面填充有絲瓜絡(luò)的空心填料球應(yīng)用于水處理生物反硝化脫氮工藝中，實(shí)現(xiàn)生物反硝化脫氮，在25°C條件下，對(duì)于硝態(tài)氮濃度為8. 56mg/L的生活污水，最佳反應(yīng)時(shí)間為 10h，硝酸鹽的去除率達(dá)到98. 35%，說(shuō)明硝酸鹽的去除率高。本發(fā)明用于生物反硝化脫氮的天然中空網(wǎng)狀植物固體碳源的使用壽命為240天， 與現(xiàn)有的棉纖維類碳源相比，使用壽命延長(zhǎng)一倍以上。
權(quán)利要求
1.一種用于生物反硝化脫氮的天然中空網(wǎng)狀植物固體碳源的制備方法，其特征在于它包括如下步驟1)將天然植物絲瓜成熟果實(shí)處理成絲瓜絡(luò)，并脫除掉其果仁，得到處理好的絲瓜絡(luò)；2)將處理好的絲瓜絡(luò)切斷成多節(jié)，得到圓柱體形的絲瓜絡(luò)；選用有機(jī)纖維制成的纖維絲，按絲瓜絡(luò)與纖維絲的重量比1 1 100 1，用纖維絲對(duì)圓柱體形的絲瓜絡(luò)進(jìn)行包覆、纏繞，得到包覆纏繞后的絲瓜絡(luò)；3)將包覆纏繞后的絲瓜絡(luò)放入有機(jī)纖維制成的空心填料球中；得到用于生物反硝化脫氮的天然中空網(wǎng)狀植物固體碳源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于生物反硝化脫氮的天然中空網(wǎng)狀植物固體碳源的制備方法，其特征在于所述的將處理好的絲瓜絡(luò)切斷成多節(jié)為將處理好的絲瓜絡(luò)切斷成 2-6 節(jié)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于生物反硝化脫氮的天然中空網(wǎng)狀植物固體碳源的制備方法，其特征在于所述的有機(jī)纖維為棉纖維類天然植物纖維、動(dòng)物毛發(fā)類動(dòng)物纖維或聚乙烯纖維類有機(jī)絲。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于生物反硝化脫氮的固體碳源的制備方法。一種用于生物反硝化脫氮的天然中空網(wǎng)狀植物固體碳源的制備方法，其特征在于它包括如下步驟1)將天然植物絲瓜成熟果實(shí)處理成絲瓜絡(luò)，并脫除掉其果仁，得到處理好的絲瓜絡(luò)；2)將處理好的絲瓜絡(luò)切斷成多節(jié)，得到圓柱體形的絲瓜絡(luò)；選用有機(jī)纖維制成的纖維絲，按絲瓜絡(luò)與纖維絲的重量比1∶1～100∶1，用纖維絲對(duì)圓柱體形的絲瓜絡(luò)進(jìn)行包覆、纏繞，得到包覆纏繞后的絲瓜絡(luò)；3)將包覆纏繞后的絲瓜絡(luò)放入有機(jī)纖維制成的空心填料球中；得到用于生物反硝化脫氮的天然中空網(wǎng)狀植物固體碳源。本發(fā)明具有成本低廉、硝酸鹽的去除率高、使用壽命延長(zhǎng)、不會(huì)造成二次污染的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C02F3/32GK102515359SQ20111045159
公開(kāi)日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者吳振斌, 夏世斌, 張義, 徐棟, 肖信彤, 賀鋒 申請(qǐng)人:武漢理工大學(xué)