[发明专利]一种应用于组合式三效生态浮床的复合填料的制备及其应用

说明书

本发明公开了一种应用于组合式三效生态浮床的填料的制备方法及其应用，以提高现有生态浮床基质的水质净化能力和养分供应性能。所述填料由硬质固体填料A和聚氨酯海绵软性填料B复合而成。制备过程包括配料、混合造粒、干燥、固化、冷却、复合发泡。所用原料价格低廉，制作方法简单，所得的填料具有比表面积大、孔隙度高、微生物挂膜性能好、脱氮除磷能力强等优点。将填料应用于组合式三效生态浮床中，可极大地提高了生态浮床装置对水体中氮磷营养元素的去除能力，且填料具有氮磷缓释性能，能为作物生长提供稳定的养分供应环境，非常适合用于富营养化水体的原位净化处理，尤其是农田面源污染水体的净化。

技术领域

本发明属于水处理领域，具体涉及一种应用于组合式三效生态浮床的复合填料的制备方法及其应用。

背景技术

生态浮床是近年兴起的一种水体原位修复技术。目前，该技术在湖泊富营养化水体和渔业养殖废水的净化中被广泛使用。该技术具有无需占地、造价低廉、安装方便、修复效果好、运行管理简单的特点。

经过多年的研究和实践，研究者发现传统的生态浮床存在如下不足：(1)植物根系悬浮于水体中易被食草类动物吞噬；(2)浮床植物根系附着生长的生物膜有限；(3)浮床对植物根部固定效果不佳，植物易浮倒，从而导致浮床净化效果欠佳。近年来，研究者们又发现将人工湿地与生态浮床技术相结合，在生态浮床中使用具有生物载体和基质吸附作用的双功能材料，可构建功能更强大的湿地型组合式生态浮床。由于这种新型生态浮床集成了植物吸收、滤料吸附和生物挂膜三重功效于一体，因此又称为组合式三效生态浮床。中国专利2012101630837公开了一种提供生境的复合生态浮床使用沸石和生物陶粒中的至少一种作为填料基质，中国专利2014106492847公开了一种设有浮球的组合式生态浮床，其填充基质由镁渣陶瓷滤球、膨润土颗粒和沸石混合而组成。目前组合式生态浮床填充基质主要为单一组分填料，或多种单一填料简单物理混合后作为混合填料使用。

近年来，种植业生产过程中化肥的过量使用，造成土壤中累积了大量氮磷元素。在降雨及灌溉的驱动下，这些氮磷营养物质通过农田地表径流、农田排水和地下渗流进入水体，引起水体富营养化。农田氮磷的流失是引起我国水环境恶化和湖泊富营养化的重要因素。生态浮床作为一种成本低、易维护的原位水体净化技术在农业面源污染治理中具有广阔的应用前景。但由于受到降雨强度、施肥量、施肥时间、肥料种类等因素的影响，农田面源污染具有量大、浓度低、浓度波动大的特点，现有的生态浮床技术难以同时保证水质净化效果和水生植物正常生长。

发明内容

为了解决上述存在的问题，本发明的目的在于克服常规生态浮床的缺陷，提出一种多元复合填料的制备方法及其在净化受种植业面源污染的水体处理中的应用方法。本发明的填料制作方法步骤简单、材料易得，制备得的填料可有效提高生态浮床的水质净化能力，并保证生态浮床作物的良好生长。

本发明的目的在于提供一种应用于组合式三效生态浮床的复合填料。

本发明的另一目的在于提供一种制备上述复合填料的方法。

本发明的再一目的在于提供的上述复合填料的应用。

本发明所采取的技术方案是：

一种应用于组合式三效生态浮床的复合填料，该复合填料由硬质固体填料A和聚氨酯海绵软性填料B按质量比为1.5～10：1制成；

所述硬质固体填料A的组分及各组分的重量百分比分别为：生物炭30～45％、沸石20～40％、氧化铁10～20％、膨润土10～25％、粘结剂4～10％，以上物料的百分比之和为100％；

所述聚氨酯海绵软性填料B的组分及各组分的重量百分比分别为：聚醚多元醇50～80％，异氰酸酯16～40％，发泡剂2.5～10％，硅油0.5～1.3％，锡催化剂0.1～0.4％，胺催化剂0.04～0.3％，以上物料的百分比之和为100％。