[发明专利]一种生物滤池中净化养殖废水的纳米生物填料及其制备方法

说明书

技术领域

    本发明涉及水处理技术领域，具体涉及水产养殖废水的净化处理领域。

背景技术

近年来集约化水产养殖在国内外迅速发展，在我国尤为迅猛，我国的养殖产量已占到世界总养殖产量的2/3左右。但由于我国水产养殖仍采用大引大排的方式，而且在水产养殖过程中投放的饲料残余和鱼、虾、蟹类排泄物形成的污染物对养殖水、塘底等造成了污染，使得养殖水体水质恶化和富营养化，其排放对周边水域环境和生态环境造成了严重的危害。

目前，利用微生物技术处理污水的研究和应用在国内外已十分普遍。水产养殖过程中也常有人用微生物制剂来处理底泥的有机污染物、净化养殖水质，抑制病原微生物。从健康生态养殖的理念来看，养殖水体的微生物处理方法具有广阔的应用前景，而固定化微生物技术则是对微生物技术处理污水方面的很好的工艺改进，它具有生物浓度易控制、耐毒害能力强、反应迅速、菌种流失少、产物分离容易等特点，研究和应用都表明固定化微生物技术在地表水、生活污水和水产养殖废水处理中有良好的净化效果。

在池塘循环水养殖工程中，滤料是影响曝气生物滤池净化废水的关键组成部分，对曝气生物滤池的净化功效有直接的影响，同时也影响到曝气生物滤池的结构形式和建设成本。目前，常用的滤料有石英砂、陶粒及塑料制品(合成纤维、聚苯乙烯小球、波纹板等) 。石英砂粒由于密度大，比表面积、孔隙率小，当污水流经滤层时阻力很大，生物量少，因此滤池负荷不高、水头损失大。陶粒和塑料制品作填料时滤池负荷较大、水头损失较小，但是其有机物的去除率不高，尤其是重金属离子的去除效果不好。  

发明内容：

 发明目的：本发明的目的是提供一种生物滤池中净化养殖废水的纳米生物填料及其制备方法，是利用纳米技术和微生物发酵技术，将大量有效微生物固定在含复合纳米材料的直径为10mm左右的多孔颗粒中，解决水产养殖引起的水质劣化问题和池塘循环水养殖工程的问题。

技术方案：

一种在生物滤池中净化养殖废水的纳米生物填料，包括：吸附载体颗粒和载体浸渍的EM复壮液；

其中EM复壮液是EM原液、糖蜜、去离子水按5%：5%：90%的体积百分比混合后在密闭条件下、37oC发酵7-8天的产物；

吸附载体颗粒是复合纳米粉末、高岭土粉、改性的热活化膨润土按25%-30%：30%-40%：30%-45%的质量比混合后，压缩得到的直径为10mm的颗粒；其中，改性的热活化膨润土是膨润土原土经二乙胺基二硫代甲酸钠改性的产物；复合纳米粉末是纳米氧化铝、纳米二氧化钛和纳米二氧化硅以1-5g：10-20g：0.5-1g的质量比混合后程序升温至500-600℃，保温12-24小时烧结的产物。该纳米生物填料孔容积为0.1-2mL/g，细胞吸附量可达到550-650mg/g，比表面积为600-1300 m2/g，且稳定性强。

所述的程序升温是从100℃开始升温，以每分钟10℃的升温速率升温至500-600℃。

其中，纳米SiO₂粒径在20-40nm之间，纳米二氧化钛粒径在15-50nm之间，纳米氧化铝粒径在30-35nm之间。

一种在生物滤池中净化养殖废水的纳米生物填料的制备方法，其特征在于步骤如下：

（1）将纳米氧化铝、纳米二氧化钛和纳米二氧化硅以1-5g：10-20g：0.5-1g的质量比混匀，置于控温炉中，从100℃开始升温，以每分钟10℃的升温速率升温至500-600℃，保持恒温状态12-24小时，使之充分混合分解，得到复合纳米粉末。   

（2）称取膨润土原土50g，用去离子水稀释成质量分数为0. 1 %的膨润土悬浮液，然后将二乙胺基二硫代甲酸钠和膨润土悬浮液按0.07：1的质量体积比（g/L）混匀，在80℃水浴锅中搅拌5h，静置、离心、水洗3次，于室温下风干，过100目筛，在110℃下恒温1h，得到改性的热活化膨润土。

（3） 将复合纳米粉末、高岭土粉、改性的热活化膨润土清洗后，以25%-30%：30%-40%：30%-45%的质量比搅拌混匀，并压缩得到直径为10mm左右的载体颗粒。

（4）将EM原液、糖蜜、去离子水按5%：5%：90%的体积百分比混合得到EM复壮液，在密闭条件下，将EM复壮液其放入恒温培养箱中发酵7-8天，发酵温度为37oC。

（5）将步骤（3）获得的载体颗粒放入步骤（4）发酵完成的EM复壮液中培养3天，取出后常温放置2天，制成具有生物活性的纳米生物填料。