本發(fā)明涉及一種用于黑臭河涌水體富氧生物修復(fù)的催化劑及其制備方法，屬于水環(huán)境修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，我國的城市河涌水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)普遍處于失衡狀態(tài)，水體發(fā)黑發(fā)臭，景觀效果差，污染嚴(yán)重，其根本原因在于排放到河涌中的有機(jī)污染物量大大超過了水環(huán)境的容納量。排放到河涌中的有機(jī)污染物在生物分解過程中會(huì)消耗掉水中的溶解氧，使水體和底泥變?yōu)閰捬醐h(huán)境，在厭氧微生物的分解作用下，會(huì)產(chǎn)生硫化氫、甲烷、氨氣等惡臭氣體，同時(shí)，厭氧過程產(chǎn)生的硫化物還會(huì)與金屬發(fā)生反應(yīng)，生成黑色的FeS沉淀物，導(dǎo)致河涌水體發(fā)黑。研究表明：通過向黑臭水體中投加一定數(shù)量的優(yōu)勢(shì)菌種和光合細(xì)菌，水體的水質(zhì)會(huì)發(fā)生明顯好轉(zhuǎn)。例如，在曝氣條件下投加土著微生物，增加水體中的富氧微生物濃度，便可以有效去除水體中的有機(jī)污染物，提高河涌的自我凈化能力。
本發(fā)明公開了一種用于黑臭河涌水體富氧生物修復(fù)的催化劑，可以對(duì)黑臭河涌水體中的富氧微生物進(jìn)行高效修復(fù)，可以顯著提升水環(huán)境質(zhì)量，為城市黑臭河涌的生物治理與生態(tài)修復(fù)提供全新的解決方案，適宜在全國各城市黑臭水體生物修復(fù)治理中推廣應(yīng)用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種用于黑臭河涌水體富氧生物修復(fù)的催化劑及其制備方法。
本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：
一種用于黑臭河涌水體富氧生物修復(fù)的催化劑，其由以下質(zhì)量百分含量的原料組成：
石灰：0.5～3.5％；
粉煤灰：12～38％；
粉末活性炭：3～15％；
粉末氟石：10～25％；
剩余污泥：30～65％。
所述的粉煤灰為工業(yè)鍋爐粉煤灰。
所述的粉煤灰的粒徑小于180μm。
所述的粉末活性炭的粒徑小于180μm。
所述的粉末氟石的粒徑小于180μm。
所述的剩余污泥為城市污水處理廠二沉池或生化池的剩余活性污泥。
所述的剩余污泥的粒徑小于180μm。
上述用于黑臭河涌水體富氧生物修復(fù)的催化劑的制備方法，包括以下步驟：
1)分別將石灰、粉煤灰、粉末活性炭、粉末氟石和剩余污泥在常溫下進(jìn)行自然干化；
2)將干化后的石灰、粉煤灰、粉末活性炭、粉末氟石和剩余污泥分別碾碎成粉，再進(jìn)行篩分；
3)將篩分得到的石灰、粉煤灰、粉末活性炭、粉末氟石和剩余污泥按比例混合均勻，得到用于黑臭河涌水體富氧生物修復(fù)的催化劑。
本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的催化劑可以有效促進(jìn)黑臭河涌水體中富氧細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖，馴化培養(yǎng)時(shí)間明顯縮短，富氧細(xì)菌濃度顯著升高，數(shù)量增大，提高了水體中活性污泥濃度和污泥活性，進(jìn)而提高了河涌水體的抗負(fù)荷沖擊能力，提高了修復(fù)系統(tǒng)的處理能力；本發(fā)明的催化劑原料來源廣泛易得，成本極低，制備方法簡(jiǎn)便易行，穩(wěn)定性好。
1)本發(fā)明的催化劑中的石灰可以對(duì)水體的pH值進(jìn)行調(diào)節(jié)，增強(qiáng)了絮凝作用，并為富氧微生物的生長(zhǎng)和繁殖創(chuàng)造了有利條件；
2)本發(fā)明的催化劑中的粉煤灰具有絮凝作用，可以對(duì)水體進(jìn)行凈化，且其含有多種微量元素，可以起到活化富氧微生物的作用；
3)本發(fā)明的催化劑中的粉末活性炭具有很強(qiáng)的吸附作用，能吸附水中的大分子或微生物，形成生物活性炭；
4)本發(fā)明的催化劑中的粉末氟石能吸附氨氮，附著生長(zhǎng)硝化細(xì)菌，形成生物氟石，可有效加速硝化細(xì)菌的生長(zhǎng)和繁殖；
5)本發(fā)明的催化劑中的活性污泥可以接種活性富氧微生物，增加生物種類，加快富氧微生物生長(zhǎng)和繁殖。
具體實(shí)施方式
一種用于黑臭河涌水體富氧生物修復(fù)的催化劑，其由以下質(zhì)量百分含量的原料組成：
石灰：0.5～3.5％；
粉煤灰：12～38％；
粉末活性炭：3～15％；
粉末氟石：10～25％；
剩余污泥：30～65％。
優(yōu)選的，所述的粉煤灰為工業(yè)鍋爐粉煤灰。
優(yōu)選的，所述的粉煤灰的粒徑小于180μm。
優(yōu)選的，所述的粉末活性炭的粒徑小于180μm。
優(yōu)選的，所述的粉末氟石的粒徑小于180μm。
優(yōu)選的，所述的剩余污泥為城市污水處理廠二沉池或生化池的剩余活性污泥。
優(yōu)選的，所述的剩余污泥的粒徑小于180μm。
上述用于黑臭河涌水體富氧生物修復(fù)的催化劑的制備方法，包括以下步驟：
1)分別將石灰、粉煤灰、粉末活性炭、粉末氟石和剩余污泥在常溫下進(jìn)行自然干化；
2)將干化后的石灰、粉煤灰、粉末活性炭、粉末氟石和剩余污泥分別碾碎成粉，再進(jìn)行篩分；
3)將篩分得到的石灰、粉煤灰、粉末活性炭、粉末氟石和剩余污泥按比例混合均勻，得到用于黑臭河涌水體富氧生物修復(fù)的催化劑。
本發(fā)明的用于黑臭河涌水體富氧生物修復(fù)的催化劑的使用方法如下：按照催化劑、黑臭河涌污水質(zhì)量比(0.1～0.7)：1000將本發(fā)明的催化劑通過播撒的方式投加到黑臭河涌污水中，然后曝氣，進(jìn)行生物修復(fù)處理過程。
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的解釋和說明。
實(shí)施例1：
用于黑臭河涌水體富氧生物修復(fù)的催化劑的制備：
1)分別將石灰、粉煤灰、粉末活性炭、粉末氟石和剩余污泥在常溫下進(jìn)行自然干化；
2)將干化后的石灰、粉煤灰、粉末活性炭、粉末氟石和剩余污泥分別碾碎成粉，再過80目篩，進(jìn)行篩分；
3)將篩分得到的1質(zhì)量份的石灰、20質(zhì)量份的粉煤灰、9質(zhì)量份的粉末活性炭、23質(zhì)量份的粉末氟石和47質(zhì)量份的剩余污泥混合均勻，得到用于黑臭河涌水體富氧生物修復(fù)的催化劑。
實(shí)施例2：
用于黑臭河涌水體富氧生物修復(fù)的催化劑的制備：
1)分別將石灰、粉煤灰、粉末活性炭、粉末氟石和剩余污泥在常溫下進(jìn)行自然干化；
2)將干化后的石灰、粉煤灰、粉末活性炭、粉末氟石和剩余污泥分別碾碎成粉，再過80目篩，進(jìn)行篩分；
3)將篩分得到的0.5質(zhì)量份的石灰、38質(zhì)量份的粉煤灰、3質(zhì)量份的粉末活性炭、18.5質(zhì)量份的粉末氟石和40質(zhì)量份的剩余污泥混合均勻，得到用于黑臭河涌水體富氧生物修復(fù)的催化劑。
實(shí)施例3：
用于黑臭河涌水體富氧生物修復(fù)的催化劑的制備：
1)分別將石灰、粉煤灰、粉末活性炭、粉末氟石和剩余污泥在常溫下進(jìn)行自然干化；
2)將干化后的石灰、粉煤灰、粉末活性炭、粉末氟石和剩余污泥分別碾碎成粉，再過80目篩，進(jìn)行篩分；
3)將篩分得到的2質(zhì)量份的石灰、25質(zhì)量份的粉煤灰、15質(zhì)量份的粉末活性炭、18質(zhì)量份的粉末氟石和40質(zhì)量份的剩余污泥混合均勻，得到用于黑臭河涌水體富氧生物修復(fù)的催化劑。
實(shí)施例4：
用于黑臭河涌水體富氧生物修復(fù)的催化劑的制備：
1)分別將石灰、粉煤灰、粉末活性炭、粉末氟石和剩余污泥在常溫下進(jìn)行自然干化；
2)將干化后的石灰、粉煤灰、粉末活性炭、粉末氟石和剩余污泥分別碾碎成粉，再過80目篩，進(jìn)行篩分；
3)將篩分得到的3.5質(zhì)量份的石灰、12質(zhì)量份的粉煤灰、9.5質(zhì)量份的粉末活性炭、10質(zhì)量份的粉末氟石和65質(zhì)量份的剩余污泥混合均勻，得到用于黑臭河涌水體富氧生物修復(fù)的催化劑。
實(shí)施例5：
用于黑臭河涌水體富氧生物修復(fù)的催化劑的制備：
1)分別將石灰、粉煤灰、粉末活性炭、粉末氟石和剩余污泥在常溫下進(jìn)行自然干化；
2)將干化后的石灰、粉煤灰、粉末活性炭、粉末氟石和剩余污泥分別碾碎成粉，再過80目篩，進(jìn)行篩分；
3)將篩分得到的1質(zhì)量份的石灰、29質(zhì)量份的粉煤灰、15質(zhì)量份的粉末活性炭、25質(zhì)量份的粉末氟石和30質(zhì)量份的剩余污泥混合均勻，得到用于黑臭河涌水體富氧生物修復(fù)的催化劑。
測(cè)試?yán)?/p>
選取實(shí)施例1制備的催化劑進(jìn)行黑臭水體在富氧(DO大于5mg/L)條件下的細(xì)菌培養(yǎng)馴化時(shí)間測(cè)試和CODcr去除效果測(cè)試。
黑臭水體在富氧(DO大于5mg/L)條件下的細(xì)菌培養(yǎng)馴化時(shí)間測(cè)試：
分別選取不同CODcr的黑臭水體，在水體中投加不同質(zhì)量的催化劑進(jìn)行比較實(shí)驗(yàn)，細(xì)菌在曝氣富氧(DO大于5mg/L)條件下的培養(yǎng)馴化時(shí)間如表1所示。
表1細(xì)菌在曝氣富氧條件下的培養(yǎng)馴化時(shí)間(天)
由表1可知：投加了本發(fā)明的催化劑后，細(xì)菌的馴化時(shí)間大為縮短，且催化劑的投加量越大，馴化時(shí)間相應(yīng)縮短的越多，越有利于富氧生物修復(fù)。
黑臭水體在富氧(DO大于5mg/L)條件下的CODcr去除效果測(cè)試：
分別選取不同CODcr的黑臭水體，在水體中投加不同質(zhì)量的催化劑進(jìn)行比較實(shí)驗(yàn)，曝氣富氧(DO大于5mg/L)條件下的CODcr去除率如表2所示。
表2曝氣富氧條件下的CODcr去除率(％)
由表2可知：投加了本發(fā)明的催化劑后，富氧生物修復(fù)的效果有了顯著提高，且催化劑的投加量越大，CODcr的去除率越高。
上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。