本發(fā)明涉及一種污水處理材料，具體為一種高效脫氮生物載體填料及其在污水處理中的應用。

背景技術(shù)：

生物填料為微生物提供棲息和繁殖的穩(wěn)定環(huán)境，影響著微生物的生長、繁殖和脫落。填料是反應器中生物膜與廢水接觸的場所，且能對水流有強制性的紊動作用，使廢水能夠再分布。填料的材質(zhì)、比表面積大小、填料表面粗糙度、布水布氣性能、強度、密度和造價等，直接影響廢水處理的效率和運行的可行性。有機高分子填料是目前最具發(fā)展前途的生物膜載體之一，目前市場上常見的生物填料主要以聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯或聚酷等為原材料而制成。這些填料在使用中常會遇到堵塞、結(jié)團、布氣布水不均勻等問題，盡管這些填料在污水處理工程中發(fā)揮著重要的作用，但隨著環(huán)境標準的不斷提高，其性能已經(jīng)不能很好地滿足實際的要求。加上述填料多需安裝在輔助支架上，造成安裝、更換等諸多不便，使工程投資和運行管理費用相對提高。

楠竹是我國經(jīng)濟價值最大的竹種，也是竹類植物中分布最廣、面積最大的。楠竹在我國的覆蓋面積達到300萬hm²，占我國竹林面積的70％之多。楠竹為單軸型散生竹，其生長快，產(chǎn)量高，且竹稈高大通直，材性堅軔輕強，彈性好。楠竹表面具有豐富的羥基、羧基等親水性基團、比表面積較大、價格低廉，是較為優(yōu)良的生物載體材料，可為微生物的生長繁殖提供良好的場所。但目前，現(xiàn)有竹子填料比表面積普遍太小，不能為微生物提高更大的附著空間導致活性污泥濃度較低，不利于高效降解廢水中的有機物。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于提供一種高效脫氮生物載體填料，由鏤空的塑料球狀外殼和多個內(nèi)置的楠竹條編織而成的空心球構(gòu)成。竹條表面的溝槽、內(nèi)部空穴及竹條編織成的內(nèi)外球面給微生物提供了較大的附著空間，大大增加填料的表面積，可負載更多的微生物，提高單位容積生物量；該填料可作為反硝化過程的補充碳源，提高生物脫氮效率，以解決上述背景技術(shù)中的缺點。

本發(fā)明所解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：一種高效脫氮生物載體填料，包括外殼和空心竹球，該生物載體填料由鏤空的塑料球狀外殼和多個內(nèi)置的由楠竹條編織而成的空心竹球構(gòu)成；空心竹球具有極好的親水性、生物親和性，且具有較大的比表面積，可負載更多的微生物；塑料球狀外殼對內(nèi)置竹球起保護和固定的作用，所述空心竹球中的竹片寬0.3-1.0cm，各所述竹片等寬，采用圓孔編的方式，形成前后兩個對稱的圓孔，圓孔直徑1-2cm，所述空心竹球的相鄰竹片之間留有一定間距，間距為0.2-0.5cm。

本發(fā)明中。進一步的，所述空心竹球的制作工藝包括對楠竹進行鋸竹、卷節(jié)、剖竹、刮青、劈篾、劈絲和編織七道工序加工而成。

本發(fā)明中，進一步的，所述空心竹球的直徑為2cm-5cm。

本發(fā)明中，進一步的，所述塑料球狀外殼由聚乙烯、聚丙烯或聚氯乙烯材料制成，其工藝是將其中一種或多種材料混合后投入到注塑機，通過填料模具擠出成型。

高效脫氮生物載體在污水處理中的應用，所述楠竹表面含有大量的羥基、羧基自由基，具有良好的親水性和生物親和性，活性污泥掛膜迅速，掛膜牢固，所述空心竹球表面的溝槽、內(nèi)部空穴及竹條編織成的內(nèi)外球面給微生物提供了較大的附著空間，可負載更多的微生物，提高活性污泥的濃度，在處理高濃度含氮廢水過程中，當碳源不足時，所述空心竹球可被分解為反硝化細菌提供碳 源。

本發(fā)明的有益效果：

1、所述高效脫氮生物載體填料，由塑料球狀外殼和楠竹條編織而成的空心球兩部分組成，同時具有竹子填料掛膜迅速、成膜牢固特點，和塑料填料機械強度高的特點。

2、所述高效脫氮生物載體填料竹條表面的溝槽、內(nèi)部空穴及竹條編織成的內(nèi)外球面給微生物提供了較大的附著空間，可負載更多的微生物；球狀外殼將數(shù)個竹球聚集在一起，大大增加填料的表面積，提高單位容積生物量，大大提升了反應器中活性污泥的濃度。

3、所述高效脫氮生物載體填料的主要成分是纖維素和木質(zhì)素，在處理高濃度含氮廢水過程中，當碳源不足時，竹纖維被分解為反硝化細菌提供碳源，有效解決了反硝化過程碳源不足的問題，提高了硝化作用和反硝化作用，使高濃度含氮廢水的脫氮效率大大提升。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中塑料外殼的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明中空心竹球的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進一步闡述本發(fā)明。

如圖1和圖2所示：一種高效脫氮生物載體填料及其在污水處理中的應用，其工藝及應用如下：

(1)將楠竹經(jīng)鋸竹、卷節(jié)、剖竹、刮青、劈篾、劈絲和編織等7道工序 編織成兩端留有圓孔的空心竹球。所述竹片寬0.4cm，所述竹片大致等寬，采用圓孔編的方式，形成前后兩個對稱的圓孔，圓孔直徑1cm。篾與篾之間留有一定間距，間距為0.2-0.5cm。所述空心竹球尺寸為：直徑4cm。

(2)將聚乙烯原料投入到注塑機的進料漏斗中，通過填料模具擠出成型，即得到直徑為10cm的鏤空球狀外殼。

(3)將編織好的空心竹球，置于球狀外殼里，固定好，即制得高效脫氮生物載體填料。

畜禽養(yǎng)殖廢水具有以下特點：(1)cod、ss、nh3-n含量高；(2)可生化性好，沉淀性能好；(3)水質(zhì)水量變化大；(4)含有致病菌并有惡臭。針對養(yǎng)殖業(yè)高有機物濃度、高n、p含量和高有害微生物數(shù)量的“三高”廢水。某養(yǎng)殖場的廢水水質(zhì)為：cod4000mg/l，ss1350mg/l，nh3-n600mg/l。采用“uasb—a/o”的組合工藝，其中a/o工藝的a池和o池所用的就是所述高效脫氮生物載體填料。該填料無需安裝支架，按一定比例直接投加到反應器中，在曝氣作用下隨水流四處翻轉(zhuǎn)，可保持較好的流化狀態(tài)。a池水力停留時間為8h，o池水力停留時間為16h。出水水質(zhì)cod為157mg/l，nh3-n45mg/l，氨氮去除率高達92.5％。使用所述高效脫氮生物載體填料，并結(jié)合上述組合工藝，可保證處理后的高濃度含氮養(yǎng)殖廢水出水達到《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標準》。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征及本發(fā)明的優(yōu)點，本行業(yè)的技術(shù)人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)，本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種高效脫氮生物載體填料及其在污水處理中的應用，包括外殼和空心竹球，該生物載體填料由鏤空的塑料球狀外殼和多個內(nèi)置的由楠竹條編織而成的空心竹球構(gòu)成。所述楠竹表面含有大量的羥基、羧基自由基，具有良好的親水性和生物親和性，活性污泥掛膜迅速，掛膜牢固，當碳源不足時，所述空心竹球可被分解為反硝化細菌提供碳源。本發(fā)明的有益效果為具有竹子填料掛膜迅速、成膜牢固特點，和塑料填料機械強度高的特點；大大增加填料的表面積，提高單位容積生物量，大大提升了反應器中活性污泥的濃度；提高了硝化作用和反硝化作用，使高濃度含氮廢水的脫氮效率大大提升。

技術(shù)研發(fā)人員：曾偉民;喻子凌;陳楨;石麗娟;王亞萍;陳雷;李振樺;余潤蘭;李交昆;申麗;劉元東;吳學玲
受保護的技術(shù)使用者：中南大學;長沙市皎月環(huán)?？萍加邢薰?br/>技術(shù)研發(fā)日：2016.01.14
技術(shù)公布日：2017.07.21