专利名称：净化景观水环境的泥陶球及其制备方法
技术领域：
本发明涉及水处理技术领域，具体地说涉及景观水的净化处理。
背景技术：
城市景观水体(湖泊水，河道水等)多是由雨水、雪水汇集或渗透而成的自然水体，近年来也有用再生水补充部分景观用水的。由于景观水体基本上处于不流动的封闭状态，其所含的有机物常常会导致富营养化，尤其是在夏季温度高，水份蒸发快，水面形成大量蓝绿藻漂浮，水体散发出臭味。水质恶化，严重影响景观水体的功能。常规的治理办法一是排干水，清淤，把底泥的有机物大部分去除；二是大量补充新水，以稀释原水中的有机物。这两种方法都需要大量人力、物力。第一种方法，在清淤的第一年有些效果，时间再长就无效果；第二种方法在北方缺水的城市，饮用水就严重不足，不可能再调拨水补充景观水体。
发明内容
要解决的技术问题将吸附、固定活性菌的泥陶球投入水—底泥交界处，促进形成新的微生物生态系统，达到转化、降解水中有机物，净化水质，防治景观水体富营养化的目的。采用泥陶球吸附、固定高效活性菌，活化、促进底泥的硝化—反硝化菌群，转化、降解水中的有机物，从而净化水质，防治富营养化的产生是本发明的核心。
本发明的技术方案为其工艺过程高温制备泥陶球—→吸附、固定活性菌—→包被脂溶性薄膜—→投入水体。
(1)高温制备泥陶球将30％～40％的黄粘土粉，30％～50％的钾长石粉与10％～40％褐媒粉充分混合后，圆盘造粒，放入高温炉(750℃～850℃)煅烧2～3h。煅烧后的泥陶球呈砖红色，内部和表面布满大小不等孔隙。
(2)吸附、固定活性菌将经三级扩大培养的多粘芽孢杆菌(Bacillus polymyxa)和巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)(购于中科院微生物所菌种保存中心)1∶1(体积比)混合后(有效菌数达到1×1010个/mL，)与制备的泥陶球按1kg球与0.5L菌液的比例混合，旋转、搅拌。使菌液均匀的吸附、固定在泥陶球的孔隙中。
(3)包被脂溶性薄膜将含复合氨基酸的蛋白质水解液(制革废水的水解液)再与(2)已经吸附、固定菌体的泥陶球混合，旋转、搅拌，按1kg球与0.5L蛋自质水解液的比例，使蛋白质水解液均匀的包被在泥陶球的孔隙中，形成脂溶性薄膜。
(4)投入水体使用时按0.5～1kg.m2均匀地投入水—泥交界处。由于重力的作用泥陶球会部分浸入泥中，部分裸露于水中，以促进水—泥交界处的碳、氮、氧的循环。
本发明的有益效果为
(1)泥陶球所用原料易得、价廉，制备过程简便，成本低，约是活性碳的1/4。活性炭仅有吸附功能，而包被活性菌和脂溶性薄膜的泥陶球不仅有吸附功能，还有离子交换和聚集菌群、活化菌群以及降解、转化有机物的功能。每一个泥陶球通过它们表面和内部的大大小小的孔隙实际上起到多层次的膜反应器的作用。
(2)利用黄粘土和钾长石中丰富的矿物质不仅可以促进水-泥交界处的微生物的群集和生长，还可以促进交界处的离子交换。褐煤粉的加入一是利用其燃烧值加快泥陶球的煅烧，二是在褐煤粉燃烧炭化后会在原褐煤粉的位置即泥陶球的内部和外部形成大小不等的孔隙。
(3)在泥陶球上吸附固化的两种芽孢杆菌都是好氧菌，能够高效转化、降解有机物，同时由于改变了水-泥交界的生态条件，所以激活、促进微生物活化，尽快形成新的生态平衡。另外，泥陶球在水中还起到生物岛的作用即大部分水生生物群集于球周围。
具体实施例方式
实施例1黄黏土30kg，钾长石粉40kg，褐煤粉30kg，用搅拌混合机充分混合后，喷雾加入少量水转盘造粒。在转炉内750℃～850℃下煅烧2～3h.出炉放冷后按球1kg，菌液0.5L和球1kg，蛋白质水解液0.5L的比例，分别包被活性菌和脂溶性薄膜。
效果测定(1)硝化-反硝化菌群的检测在投入泥陶球后，分别于第2周、第3周后取水-沉积物交界层的泥样，按10的指数稀释样品，将稀释样品分别用硝化菌和反硝化菌的培养液培养，用最大概率数法(MPN)检测硝化-反硝化菌群的变化菌落数/g(湿泥)。硝化菌群包括氨氧化菌和亚硝酸菌。
结果2周后 对照组硝化菌群1.3×102+1.7×106反硝化菌群1.3×106实验组硝化菌群3.5×103+2.2×106反硝化菌群2.2×1063周后 对照组硝化菌群2.2×103+1.7×106反硝化菌群1.3×105实验组硝化菌群3.5×103+3.5×107反硝化菌群2.7×106(2)叶绿素a的测定测定方法按国家环保总局与《水和废水监测分析方法》编委会编著的水和废水监测分析方法(第四版)规定的方法(第670页)测定。3周后测定水中藻的时绿素a。叶绿素a的含量可以表示水中藻类的生物量。
测定结果3周后 对照组0.122μg/L实验组0.028μg/L(3)化学耗氧量(CODCr)的测定测定方法按国家环保总局与《水和废水监测分析方法》编委会编著的水和废水监测分析方法(第四版)规定的方法(第211页)测定。3周后测定水的CODCr。测定结果对照组290.6mg/L实验组102.3mg/L实施例2黄黏土120kg，钾长石粉90kg，褐煤粉90kg，用搅拌混合机充分混合后，喷雾加入少量水转盘造粒。在烧砖窑内750℃～850℃下煅烧1～2天.出炉放冷后按球1kg，菌液0.5L和球1kg，蛋白质水解液0.5L的比例，分别包被活性菌和脂溶性薄膜。
效果测定(1)硝化-反硝化菌群的检测在投入泥陶球后，分别于第2周、第3周后取水-沉积物交界层的泥样，按10的指数稀释样品，将稀释样品分别用硝化菌和反硝化菌的培养液培养，用最大概率数法(MPN)检测硝化-反硝化菌群的变化菌落数/g(湿泥)。硝化菌群包括氨氧化菌和亚硝酸菌。
结果2周后 对照组硝化菌群1.3×102+1.7×106反硝化菌群1.3×106实验组硝化菌群3.6×103+2.2×106反硝化菌群2.5×1063周后对照组硝化菌群2.2×103+1.7×106反硝化菌群1.3×105实验组硝化菌群3.8×103+3.5×107反硝化菌群2.8×106(2)叶绿素a的测定3周后测定水中藻的叶绿素a。叶绿素a的含量可以表示水中藻类的生物量。
测定结果3周后 对照组0.162μg/L实验组0.021μg/L
(3)化学耗氧量CODCr的测定3周后测定水的CODCr。测定结果对照组290.6mg/L实验组102.3mg/L实施例3黄黏土90kg，钾长石粉150kg，褐煤粉60kg，用搅拌混合机充分混合后，喷雾加入少量水转盘造粒。在烧砖窑内750℃～850℃下煅烧1～2天.出炉放冷后按球1kg，菌液0.5L和球1kg，蛋白质水解液0.5L的比例，分别包被活性菌和脂溶性薄膜。
效果测定(1)硝化-反硝化菌群的检测在投入泥陶球后，分别于第2周、第3周后取水-沉积物交界层的泥样，按10的指数稀释样品，将稀释样品分别用硝化菌和反硝化菌的培养液培养，用最大概率数法(MPN)检测硝化-反硝化菌群的变化菌落数/g(湿泥)。硝化菌群包括氨氧化菌和亚硝酸菌。
结果2周后 对照组硝化菌群1.3×102+1.7×106反硝化菌群1.3×106实验组硝化菌群3.6×103+2.2×106反硝化酶群2.5×1063周后 对照组硝化菌群2.2×103+1.7×106反硝化菌群1.3×105实验组硝化菌群3.7×103+3.5×107反硝化菌群2.9×106(2)叶绿素a的测定3周后测定水中藻的叶绿素a。叶绿素a的含量可以表示水中藻类的生物量。
测定结果3周后 对照组0.152μg/L实验组0.026μg/L(3)化学耗氧量CODCr的测定3周后测定水的CODCr。测定结果对照组300.6mg/L 实验组100.2mg/L
权利要求
1.一种净化景观水环境的泥陶球的制备方法，其特征在于制备的工艺过程为高温制备泥陶球—→吸附、固定活性菌—→包被脂溶性薄膜—→投入水体(1)高温制备泥陶球将30％～40％的黄粘土粉，30％～50％的钾长石粉与10％～40％褐媒粉充分混合后，圆盘造粒，放入高温炉在750℃～850℃煅烧2～3h。煅烧后的泥陶球呈砖红色，内部和表面布满大小不等孔隙；(2)吸附、固定活性菌将经三级扩大培养的多粘芽孢杆菌(Bacillus polymyxa)和巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)1∶1的体积比混合后与制备的泥陶球按1kg球与0.5L菌液的比例混合，进行旋转、搅拌，使菌液均匀的吸附、固定在泥陶球的孔隙中；(3)包被脂溶性薄膜将含复合氨基酸的蛋白质水解液再与上述(2)已经吸附、固定菌体的泥陶球混合，旋转、搅拌，按1kg球与0.5L蛋白质水解液的比例，使蛋白质水解液均匀的包被在泥陶球的孔隙中，形成脂溶性薄膜；(4)投入水体使用时按0.5～1kg.m2均匀地投入水-泥交界处。
2.一种权利要求1所述的方法制备的净化景观水环境的泥陶球。
全文摘要
本发明涉及水处理技术领域，具体地说涉及景观水的净化处理。本发明的工艺过程高温制备泥陶球—→吸附、固定活性菌—→包被脂溶性薄膜—→投入水体。本发明的有益效果为泥陶球所用原料易得、价廉，制备过程简便，成本低，约是活性碳的1/4。活性炭仅有吸附功能，而包被活性菌和脂溶性薄膜的泥陶球不仅有吸附功能，还有离子交换和聚集菌群、活化菌群以及降解、转化有机物的功能。每一个泥陶球通过它们表面和内部的大大小小的孔隙实际上起到多层次的膜反应器的作用。
文档编号C04B33/04GK1944283SQ20061001617
公开日2007年4月11日 申请日期2006年10月20日 优先权日2006年10月20日
发明者张清敏, 孙红文, 周湘婷, 吉雪莹, 崔合香, 钟欢 申请人:南开大学