垃圾資源化后的濕地專用新型生物骨料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及水體凈化領(lǐng)域，具體涉及一種濕地專用新型生物骨料。
【背景技術(shù)】
[0002]濕地資源與人類的生存、繁殖、發(fā)展息息相關(guān)，是自然界最豐富多樣性的生態(tài)景觀和人類最重要的生存環(huán)境之一，它不僅為人類的生產(chǎn)、生活提供多種資源，而且具有巨大的環(huán)境功能和效益。在抵御洪水、調(diào)節(jié)徑流、蓄洪防旱、控制污染、調(diào)節(jié)氣候、控制土壤侵蝕、促淤造陸、美化環(huán)境等方面有其他系統(tǒng)不可代替的作用，因此，濕地被譽(yù)為“地球之腎”。
[0003]我國(guó)擁有濕地面積6500多萬公頃，約占世界濕地面積的10%，居亞洲第一位，世界第四位。濕地資源的保護(hù)也同樣關(guān)乎著我國(guó)的國(guó)計(jì)民生。近些年來，由于對(duì)資源的不當(dāng)利用，使得濕地資源遭到破壞，導(dǎo)致江湖生態(tài)系統(tǒng)遭到重創(chuàng)，防洪蓄洪能力明顯降低。濕地的凈化治理迫在眉睫。
[0004]當(dāng)前，由于認(rèn)知時(shí)間短，針對(duì)濕地的治理還沒有完全合適的技術(shù)方案，現(xiàn)有的濕地凈化均是湖泊等其他水域的凈化方法，濕地本身的特性使得這些凈化方法不夠明顯，需要多次凈化才能達(dá)到預(yù)期的效果，對(duì)于骨料的利用率大打折扣。
[0005]經(jīng)過摸索，發(fā)現(xiàn)在非水溶性的顆粒載體上掛微生物膜可以有效的達(dá)到凈化目的。通常用到的載體多為彈性骨料、多孔球型懸浮骨料等高分子生物載體，或者如球型輕質(zhì)陶粒、活性炭、火山巖等無機(jī)生物載體，但這些載體一部分壽命短，一部分造價(jià)高，還可能還會(huì)造成濕地的二次污染。
[0006]我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)主要形式為初期的磚混結(jié)構(gòu)到后期的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，因此工程建設(shè)中每年可產(chǎn)生近4億噸建筑垃圾(其中碎磚和混凝土約45.5%，合1.8億噸)，建筑垃圾的數(shù)量已占到城市垃圾總量的30%?40%。但建筑垃圾資源化再生利用尚處在探索階段，資源化率僅為5%。目前主要的應(yīng)用方式為各種類型磚、砂石和道路的基礎(chǔ)層，受城市建設(shè)的持續(xù)發(fā)展，建筑垃圾還會(huì)不斷增加，回收利用困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種垃圾資源化后的濕地專用新型生物骨料及其制備方法，有效地解決濕地資源的治理的局限性以及建筑垃圾回收、利用困難等問題。
[0008]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0009]—種垃圾資源化后的濕地專用新型生物骨料，包括建筑垃圾，以所述建筑垃圾為載體，將微生物菌種固定在所述載體上并繁殖，形成生物骨料。
[0010]進(jìn)一步的，所述微生物與載體之間通過物理吸附、離子結(jié)合、共價(jià)結(jié)合及生物特異性吸附的作用相結(jié)合，所述微生物菌種包括有機(jī)礦化芽孢桿菌、硝化芽孢桿菌、反硝化芽孢桿菌、低溫有機(jī)礦化菌與貧營(yíng)養(yǎng)有機(jī)礦化芽孢桿菌等。
[0011]—種垃圾資源化后的濕地專用新型生物骨料的制備方法，包括以下步驟:
[0012]①將建筑垃圾粉碎，篩選碎粒做為載體；
[0013]②將所述載體進(jìn)行按粒徑大小分級(jí)堆放，在堆放的所述載體上投放適量的微生物菌種，進(jìn)行菌種的載體掛膜；
[0014]③投放所述微生物菌種的載體堆放4-5天，所述微生物菌種與在載體上迅速繁殖，達(dá)到污水處理所需的微生物菌種的數(shù)量。
[0015]進(jìn)一步的，所述步驟①中所述載體的粒徑為5-60mm。
[0016]進(jìn)一步的，所述步驟②中1立方所述載體投放1千克所述生物菌種，所述載體的堆放的溫度在5_45°C。
[0017]本發(fā)明的有益效果為:能夠有效并快速地凈化濕地水體，以符合自然生態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)逐漸降低污染主體的繼續(xù)滋生；消耗大量的建筑垃圾，有效的改善了建筑垃圾給城市帶來的困擾，更好的將其回收利用，降低成本。
【具體實(shí)施方式】
[0018]本發(fā)明實(shí)施例所述的一種垃圾資源化后的濕地專用新型生物骨料，包括建筑垃圾，以建筑垃圾為載體，基于微生物與載體之間通過物理吸附、離子結(jié)合、共價(jià)結(jié)合及生物特異性吸附等作用，將所述微生物固定在所述載體上并繁殖，形成生物骨料。
[0019]微生物菌種包括有機(jī)礦化芽孢桿菌、硝化芽孢桿菌、反硝化芽孢桿菌、低溫有機(jī)礦化菌與貧營(yíng)養(yǎng)有機(jī)礦化芽孢桿菌等。
[0020]—種垃圾資源化后的濕地專用新型生物骨料的制備方法，包括以下步驟:
[0021 ]①將建筑垃圾粉碎，篩選碎粒作為載體；
[0022]②將載體進(jìn)行按粒徑大小分級(jí)堆放，在堆放的載體上投放適量的微生物菌種，進(jìn)行菌種的載體掛膜；
[0023]③投放微生物菌種的載體堆放4-5天，微生物菌種在載體上迅速繁殖，達(dá)到污水處理所需的微生物菌種的數(shù)量為(5 X 108-5 X 101<3)cfu/ml。
[0024]步驟①中所述載體的粒徑為5_60mm。
[0025]步驟②中1立方所述載體投放1千克所述生物菌種，所述載體的堆放在室外溫度為5_45°C的溫濕環(huán)境下繁殖。
[0026]優(yōu)選的，建筑垃圾包括混凝土塊、裝修垃圾、磚瓦碎塊、廢塑料、廢金屬、廢竹木等建筑制備過程中產(chǎn)生的廢棄物。
[0027]根據(jù)使用方法進(jìn)一步詳述本發(fā)明:
[0028]首先，將制備好的生物骨料按粒徑分類，將分類后的盛放不同粒徑的生物骨料分別轉(zhuǎn)入承載裝置內(nèi)進(jìn)行實(shí)地投放，投放按照先投放粒徑較大的生物骨料，逐漸減小，其主要目的是使?jié)竦厮w與生物骨料充分接觸，提高生物骨料的完全利用率，微生物在水體中容易流失，因此在生物骨料凈化過程中需將其取出再次補(bǔ)充掛膜，反復(fù)多次凈化至濕地水體符合標(biāo)準(zhǔn)。
[0029]實(shí)施例1:
[0030]本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于各類污水的處理工藝中，結(jié)合再生骨料不同的粒徑和裝填方式，可以替代現(xiàn)有污水處理系統(tǒng)中各種形式的高分子生物載體和無機(jī)生物載體。
[0031]目前已成功分離下列5種建筑垃圾資源化后生物掛膜適用的微生物及其應(yīng)用效果:
[0032](1)有機(jī)礦化芽孢桿菌
[0033]一株芽孢桿菌，其日C0D降解率達(dá)到73 %?78 %，其主要生理功能為:迅速降解有機(jī)物，參與微生物脫氮的氨化反應(yīng)。
[0034](2)硝化芽孢桿菌
[0035]一株硝化能力較強(qiáng)的細(xì)菌，其氨氮降解率達(dá)65 %?81 % ;在最適培養(yǎng)條件下，菌數(shù)可達(dá)到5 X 109cfu/ml ο
[0036](3)反硝化芽孢桿菌
[0037]—株高效的反硝化菌。當(dāng)水體碳氮比達(dá)到8:1，投菌濃度達(dá)到108cfu/ml時(shí)，即可進(jìn)行高效的反硝化作用，硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮的降解率可分別高達(dá)96%和98%。
[0038](4)低溫有機(jī)礦化菌
[0039]該菌最高生長(zhǎng)溫度為20°C，最適溫度為15°C，在0_5°C可生長(zhǎng)繁殖。15°C條件下測(cè)定，菌株培養(yǎng)72h的CODifc去除率88%。
[0040](5)貧營(yíng)養(yǎng)有機(jī)礦化芽孢桿菌
[0041 ]貧營(yíng)養(yǎng)有機(jī)礦化芽孢桿菌對(duì)微污染水體有較好的凈化作用，可與常規(guī)凈水菌劑形成一個(gè)完整的生物凈水體系，把水體污染降到更低的水平。共分離到38株貧營(yíng)養(yǎng)細(xì)菌，均為兼性營(yíng)養(yǎng)類型。
[0042]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有以下特點(diǎn):
[0043]建筑垃圾資源化后的濕地專用新型生物骨料的污染物負(fù)荷高于普通生物骨料的污染物負(fù)荷，去除率優(yōu)于現(xiàn)有的生物骨料，對(duì)污水中的氮、磷等有機(jī)污染物可以進(jìn)行有效地吸收、凈化，完全滿足污水處理系統(tǒng)的使用要求，工程綜合投資是現(xiàn)有高分子骨料和無機(jī)骨料的50%?75%，曝氣生物濾池和濕地出水水質(zhì)可以穩(wěn)定達(dá)到地表水三類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；
[0044]我國(guó)已建成投運(yùn)的鎮(zhèn)級(jí)污水處理廠(設(shè)施)處理水量約1.2億m3/d需進(jìn)行提標(biāo)改造，需新增污水處理能力4200萬m3/d，根據(jù)垃圾資源化后的濕地專用新型生物骨料工藝的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，提標(biāo)方案可消納垃圾資源化后的濕地專用新型生物骨料約2.4億立方米，新增污水處理方案需消納垃圾資源化后的濕地專用新型生物骨料約2.1億立方米，總消納量為4.5億立方米(折合6.75億噸)，相當(dāng)于消耗了全國(guó)4年的建筑垃圾量。
[0045]本發(fā)明不局限于上述最佳實(shí)施方式，任何人在本發(fā)明的啟示下都可得出其他各種形式的產(chǎn)品，但不論在其形狀或結(jié)構(gòu)上作任何變化，凡是具有與本申請(qǐng)相同或相近似的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種垃圾資源化后的濕地專用新型生物骨料，其特征在于:包括建筑垃圾，以所述建筑垃圾為載體，將微生物菌種固定在所述載體上并繁殖，形成生物骨料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾資源化后的濕地專用新型生物骨料，其特征在于:所述微生物與載體之間通過物理吸附、離子結(jié)合、共價(jià)結(jié)合及生物特異性吸附的作用相結(jié)合，所述微生物菌種包括有機(jī)礦化芽孢桿菌、硝化芽孢桿菌、反硝化芽孢桿菌、低溫有機(jī)礦化菌與貧營(yíng)養(yǎng)有機(jī)礦化芽孢桿菌。3.—種垃圾資源化后的濕地專用新型生物骨料的制備方法，其特征在于:包括以下步驟: ①將建筑垃圾粉碎，篩選碎粒作為載體； ②將所述載體進(jìn)行按粒徑大小分級(jí)堆放，在堆放的所述載體上投放適量的微生物菌種，進(jìn)行菌種的載體掛膜； ③投放所述微生物菌種的載體堆放4-5天，達(dá)到污水處理所需的微生物菌種的數(shù)量。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的垃圾資源化后的濕地專用新型生物骨料的制備方法，其特征在于:所述步驟①中所述載體的粒徑為5_60mm。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的垃圾資源化后的濕地專用新型生物骨料的制備方法，其特征在于:所述步驟②中1立方所述載體投放1千克所述生物菌種，所述載體的堆放的溫度在5-45。。。
【專利摘要】本發(fā)明涉及水體凈化領(lǐng)域，具體涉及一種垃圾資源化后的濕地專用新型生物骨料，包括建筑垃圾，以所述建筑垃圾為載體，基于微生物與載體之間通過物理吸附、離子結(jié)合、共價(jià)結(jié)合及生物特異性吸附等作用，將所述微生物固定在所述載體上并繁殖，形成生物骨料。能夠有效并快速地凈化濕地水體，以符合自然生態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)逐漸降低污染主體的繼續(xù)滋生；消耗大量的建筑垃圾，有效的改善了建筑垃圾給城市帶來的困擾，更好的將其回收利用。
【IPC分類】C02F3/34
【公開號(hào)】CN105481103
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610004461
【發(fā)明人】張博鑫
【申請(qǐng)人】北京榮蒂盛環(huán)境科技有限公司
【公開日】2016年4月13日
【申請(qǐng)日】2016年1月4日