一種廉價營養(yǎng)生物除臭填料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬微生物載體技術(shù)領(lǐng)域。更具體地，涉及一種廉價營養(yǎng)生物除臭填料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]許多工業(yè)生產(chǎn)、污水、處理及垃圾處置等過程中都會產(chǎn)生大量的惡臭氣體。惡臭氣體對人體會造成不同程度的傷害，甚至還會致畸、致癌等，因此，對臭氣處理方法的相關(guān)研宄無論是對環(huán)境還是對于人類都是都是非常重要的課題。
[0003]目前，臭氣處理方法很多，有物理法、化學法及生物法等。其中，生物處理法因成本低廉、無二次污染、易于管理、安全可靠而備受關(guān)注。生物除臭是利用微生物將臭氣物質(zhì)降解，使之轉(zhuǎn)化為無害化合物(如0)2和H 20等)的過程。降解臭氣物質(zhì)的微生物首先在除臭裝置中的填料上形成生物膜。這里的填料具有重要作用，它既是形成生物膜的載體，也是臭氣的過濾介質(zhì)。目前常用的生物載體按材質(zhì)分為無機載體、有機載體兩類。無機載體主要有鮑爾環(huán)、拉西環(huán)、陶粒、火山巖等。有機載體主要有樹皮、椰絲等。
[0004]其中，無機載體強度大、使用壽命長，但是透氣性差，而且無機載體比重也較大，對除臭設(shè)備強度要求高，致使工程成本偏高。另外，無機載體也缺乏微生物生長所必需的養(yǎng)分，因此，微生物生長繁殖非常緩慢，既影響掛膜速度，又影響除臭效果；對于該營養(yǎng)問題目前的常用解決的辦法是額外補充營養(yǎng)，但是額外補充營養(yǎng)常常會因營養(yǎng)液的原因，不可避免的染菌而腐敗、變臭，不但造成浪費，還會污染處理系統(tǒng)，帶來極大的副作用，因此，這種方法難以實際推廣應用。而有機載體自身可為微生物提供營養(yǎng)，而且透氣性好，但是，其強度很低，特別是隨著使用時間的延長，容易腐爛、坍塌，使系統(tǒng)阻力增加，不僅影響處理效果，而且容易造成整個系統(tǒng)的阻塞，具有較大安全隱患。
[0005]綜合看來，目前無論使用哪種填料，都存在共同的問題:微生物生長所需要的營養(yǎng)不足，特別是碳源不足，影響除臭效果；而且透氣性和強度不能達到一個優(yōu)良的協(xié)調(diào)共存的狀態(tài)。因此，對除臭裝置中的填料(即微生物載體)的改良和研制具有重要的實際意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有除臭裝置中微生物載體的缺陷和不足，提供一種既具有一定強度、又可向微生物提供一定營養(yǎng)的、透氣性好的輕質(zhì)除臭填料，以避免因腐爛、坍塌帶來的安全隱患，又可向微生物提供營養(yǎng)，降低成本，提高工程效率。
[0007]本發(fā)明的目的是提供一種廉價營養(yǎng)生物除臭填料。
[0008]本發(fā)明另一目的是提供上述廉價營養(yǎng)生物除臭填料的制備方法。
[0009]本發(fā)明上述目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
一種廉價營養(yǎng)生物除臭填料，由粉煤灰、沸石粉、石灰、石膏、水泥、氫氧化鈉、水玻璃、木肩灰、蔗渣灰和廢糖漿制備而成。直接將上述各原料按一定比例混配，不需高溫煅燒，只通過蒸養(yǎng)，即可制成一種質(zhì)輕耐用、成本低廉的除臭陶粒。
[0010]進一步地，上述廉價營養(yǎng)生物除臭填料由以下組分制備得到:
每45?50mL廢糖楽中加入粉煤灰37?40g、沸石粉8?10g、石灰1.0?1.3g、石膏1.1?L 4g、水泥8.4?8.6g、氫氧化鈉0.1?0.5g、水玻璃13.6?13.9 g、木肩灰0.8?1.0g、鹿澄灰 0.9 ?1.2go
[0011]優(yōu)選地，上述廉價營養(yǎng)生物除臭填料由以下組分制備得到:
粉煤灰38g、沸石粉9g、石灰1.2g、石膏1.2g、水泥8.5g、氫氧化鈉0.3g、水玻璃13.8g、木肩灰0.9g、鹿澄灰1.0g、廢糖楽48mL。
[0012]其中，所述廢糖漿為制糖工藝產(chǎn)生的廢糖液。優(yōu)選地，使用前用占廢糖漿總體積的5?10%的水進行稀釋。
[0013]優(yōu)選地，所述廢糖漿為蔗糖工藝里提取蔗糖以后剩下的廢糖液、甜菜工藝里提取蔗糖以后剩下的廢糖液、葡萄糖變果糖異構(gòu)工藝中產(chǎn)生的廢糖液或由淀粉制取葡萄糖、麥芽糖、或者糊精工藝中產(chǎn)生的廢糖液。
[0014]所述木肩灰是木肩經(jīng)過碳化得到的；木肩為木頭加工時留下的鋸末、刨花粉料等等廢棄的木肩。
[0015]所述蔗渣灰是蔗渣在蔗渣鍋爐燃燒后產(chǎn)生的大量固體廢物。
[0016]另外，上述廉價營養(yǎng)生物除臭填料的制備方法步驟如下:
51.將各組分按照比例混合，充分攪拌使之混勻，成型；
52.成型后的載體瞭干I?3h，再于85°C?100°C蒸養(yǎng)8?12h。
[0017]其中，步驟SI所述的成型可以是制成任意形狀的載體，優(yōu)選為制成球狀載體或不規(guī)則形狀載體。更優(yōu)選地，是制成球狀載體。
[0018]上述廉價營養(yǎng)生物除臭填料在作為微生物載體方面的應用在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
[0019]上述廉價營養(yǎng)生物除臭填料在廢氣處理方面的應用也在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。優(yōu)選地，是作為除臭裝置填料方面的應用。
[0020]本發(fā)明選擇粉煤灰、沸石粉、石灰、石膏、水泥、氫氧化鈉、水玻璃、木肩灰、蔗渣灰和廢糖楽.等材料，按照一定比例組配，通過免燒成型方法及工藝，研發(fā)出一種性能穩(wěn)定、成本低廉的免燒營養(yǎng)載體。所用粉煤灰、沸石粉、木肩灰、蔗渣灰等都含有Si02、Al203，在石灰、石膏等激發(fā)劑作用下及蒸養(yǎng)條件下，S12, Al2O3可與堿金屬氧化物或堿土金屬氫氧化物發(fā)生反應，生成具有一定水硬性膠凝化合物，使填料具有一定的強度。水泥可增加填料的強度。水玻璃是一種粘結(jié)劑，有助于填料強度的提高。
[0021]另外，由于粉煤灰、沸石粉、木肩灰、蔗渣灰等中的Si02、Al2O3—般為非游離狀態(tài)，即大都處于結(jié)合狀態(tài)，需要激發(fā)才能使其游離。本發(fā)明選用石灰、石膏等作為激發(fā)劑，使粉煤灰游離出3102與Al 203，才能實現(xiàn)Si02、Al203可與堿金屬氧化物或堿土金屬氫氧化物發(fā)生反應生成水硬性膠凝材料，提高生物載體的強度。
[0022]同時，本發(fā)明還加入了水泥和水玻璃，這兩種物質(zhì)也具有膠凝性，它們的加入有助于載體強度的進一步增加。
[0023]另一個問題，除臭載體不僅需要好的強度，更重要的還要具有一定的透氣性，以供微生物的良好生產(chǎn)，本發(fā)明中木肩灰、蔗渣灰的加入即可使生物載體的孔隙率增加，透氣性好。
[0024]為了解決微生物的營養(yǎng)問題，本發(fā)明加入了廢糖漿，廢糖漿營養(yǎng)豐富，含有微生物生長所需要的多種養(yǎng)分，特別是廢糖漿含糖量高，一般在42?50%。此外，廢糖漿還含有蛋白質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)、核酸及促生長因子等，廢糖漿礦物質(zhì)含量約8?10%，礦物元素中鉀、氯、鈉、鎂含量高。豐富的營養(yǎng)可以保證微生物良好的生長，而且這些營養(yǎng)物質(zhì)在制備過程中因其條件溫和不會遭到任何破壞。廢糖漿還具有一定的粘性，具有粘結(jié)劑的作用。營養(yǎng)物質(zhì)在這種結(jié)構(gòu)緊密的環(huán)境中具有持久性，緩慢釋放，還具有緩釋效應。
[0025]上述配方是本發(fā)明人經(jīng)過大量的研宄和探索總結(jié)出來的。不同原料形成的水硬性膠凝材料性質(zhì)各異，甚至相差甚大，其成分能否保證微生物的正常生存以及會不會對所添加的營養(yǎng)物質(zhì)造成影響等都是必須考慮的關(guān)鍵問題。另外，這些原料的配比、制備工藝的及成本等都是不可忽視的問題。
[0026]本發(fā)明人經(jīng)過大量的摸索研宄發(fā)現(xiàn)，上述配方和制備工藝制備得到的廉價營養(yǎng)生物除臭填料強度大、透氣性好、性能穩(wěn)定、使用壽命長、除臭生物膜形成速度快，而且成本低廉，各方面的性質(zhì)和效果均符合除臭填料的要求。
[0027]所用粉煤灰、木肩灰、蔗渣灰及廢糖漿均屬于廢物，將其加以利用，不僅避免了對環(huán)境的污染，保護了人類健康，而且變廢為寶。本發(fā)明所用廢糖漿的來源主要有:在淀粉-多糖-葡萄糖-果糖的果糖異構(gòu)工藝，甘蔗中制取蔗糖的工藝或甜菜中制取蔗糖的工藝。在制糖工業(yè)里，由于廢糖的粘度高，雜質(zhì)多，顏色暗，所以難以再次提純，廢糖漿如何處理的問題一直沒有得到很好的解決，由于缺乏再利用手段，這些糖漿往往留在原地或者廢糖坑里任其腐爛變質(zhì)發(fā)酵，不僅在周圍產(chǎn)生異味臭味，而且造成巨大的浪費?？傮w而言，目前對廢糖漿沒有很好的處理辦法，急需一種變廢為寶的工藝方法，找到它的新用途。本發(fā)明所用蔗渣灰是蔗渣在蔗渣鍋爐燃燒發(fā)電后會產(chǎn)生大量固體廢物，約為甘蔗渣量的2?5%左右。目前糖廠的蔗渣全部用于鍋爐燃料、制漿造紙、燃燒發(fā)電等，每年都會產(chǎn)生大量的蔗澄灰，因此原料易得，成本低廉。
[0028]本發(fā)明具有以下有益效果:
本發(fā)明提供了一種廉價營養(yǎng)生物除臭填料，是由粉煤灰、沸石粉、石灰、石膏、水泥、氫氧化鈉、水玻璃、木肩灰、蔗渣灰和廢糖漿制備而成。該填料強度大，比表面比大、透氣性好，性能穩(wěn)定，使用壽命長，易生除臭生物菌膜且除臭生物膜形成速度快。該填料不僅具有很好的強度，而且具有豐富的營養(yǎng)