[实用新型]一种人工湿地的高效脱氮填料

说明书

技术领域

本实用新型涉及环保工程中的污水处理领域，更具体涉及一种人工湿地的高效脱氮填料，它适用于人工湿地系统中有效的脱氮。 

背景技术

随着工农业的迅速发展，工业“三废”排放量的增加，生活污水、医药污水、生活垃圾以及农业大量施用化肥、农药导致水资源受到不同程度污染，其中硝酸盐污染是水资源的主要污染类型之一。 

近年来，人工湿地在污水治理上发挥了重大作用。基质、高等植物、微生物是人工湿地发挥净化作用的三个主要因素，而填料是人工湿地的基质与载体，它不仅支撑着人工湿地植物与微生物的生命过程，自身还通过物理化学吸附，沉降络合等作用有效去除污染物。许多研究表明，湿地对氮的去除的首要因素是填料中微生物的降解，而碳源作为反硝化过程的电子供体，是影响人工湿地反硝化过程的主要因素。目前，人工湿地填料主要为无机材料，如钢渣，砾石等，并不能为湿地系统提供一定的碳源，因此，大部分湿地系统都存在碳源不足，需要使用外加碳源提供反硝化电子供体的问题。此外，由于湿地中厌氧的条件比较缺乏，反硝化过程并不能完全进行，所以对于传统意义上的反硝化而言，人工湿地中氮的去除并不是很彻底。 

20世纪70年代，固定化微生物技术开始应用于工业废水的生物处理。与其它应用游离微生物的过程相比，固定化微生物技术可以使微生物在某一固定区域具有较高的密度，减轻或消除微生物的流失，提高反应速度，同时便于培养优势微生物种群，提高处理过程的稳定性，减少或消除副反应的发生，便于控制处理过程。好氧反硝化细菌是利用好氧反硝化酶的作用，在有氧条件下进行反硝化作用的一类反硝化细菌。因此，将好氧反硝化细菌利用一些天然有机材料进行固定化制备成的固定化好氧反硝化细菌投放到人工湿地系统中作为填料，既可以为 湿地系统提供一定的碳源，增加湿地系统中微生物的数量和活性，又可以使反硝化过程在有氧条件下进行。 

实用新型内容

本实用新型的目的是在于提供了一种人工湿地的高效脱氮填料，结构简单，操作方便，脱氮效率高，生产成本低，机械强度好，使用寿命长，这种填料的主要原料为天然有机纤维材料和有机高分子材料，利用这种材料对好氧反硝化细菌进行固定化并投放到人工湿地系统中，达到了提高人工湿地系统脱氮效率的问题，有效的解决环境污染问题。 

为了实现上述的目的，本实用新型采用以下的技术方案： 

本实用新型以聚乙烯醇为载体，以丝瓜络为支持物，对好氧反硝化细菌进行包埋后形成块状固定化好氧反硝化细菌，由于聚乙烯醇属于合成有机高分子材料，丝瓜络属于天然植物纤维，二者均来源广泛，价格低廉，因此将其作为人工湿地填料，还可以为人工湿地提供一定的碳源作为电子供体，从而提高湿地系统的脱氮效率。所述填料为长方体构造，长×宽×高为1.1－1.5cm×1.1－1.5cm×0.6－1cm。所述填料由三部分组成：丝瓜络体积为1－1.4cm×1－1.4cm×0.5－0.9cm，聚乙烯醇浓度为8%～10%，好氧反硝化细菌菌悬液浓度为9×10⁵～9×10⁷cfu/mL，且加菌悬液体积量：聚乙烯醇溶液体积量:丝瓜质量=2ml:13ml:320mg。 

一种人工湿地填料，它包括聚乙烯醇凝胶、丝瓜络、好氧反硝化细菌，其特征在于：所述丝瓜络为块状纤维多孔材料，体积为1－1.4cm×1－1.4cm×0.5－0.9cm，所述聚乙烯醇凝胶与丝瓜络紧密相接，聚乙烯醇凝胶均匀分布于丝瓜络的孔隙中，聚乙烯醇凝胶和丝瓜络共同将好氧反硝化细菌截留在聚乙烯醇凝胶形成的多聚体化合物孔隙的网络空间中。 

具体固定化方法如下： 

1、丝瓜络的预处理：取老熟的丝瓜剥去外皮，除去内瓤，剪成体积为1.2cm×1.2cm×0.7cm的小长方体，放在沸水中煮沸20～30min，然后在水龙头下洗涤，放在去离子水中浸泡12～24h，在70℃烘箱中烘5～6h至恒重，于干燥器中 储存备用。 

2、好氧反硝化细菌菌悬液的制备： 

挑选1～2环斜面保存的好氧反硝化细菌，加入到经过高温高压灭菌的富集培养基中，在30℃下曝气培养48h，得到菌液；将得到的菌液离心，弃去上清液，用0.9%生理盐水离心洗涤3～4次（6000r/min，10min），再用0.9%生理盐水稀释到一定体积，混合均匀，4℃贮藏备用。