專利名稱：廢陶瓷作為滲流式生物床填料及氨氮吸附劑的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
廢陶瓷作為滲流式生物床填料及氨氮吸附劑的應(yīng)用屬于污染河水凈化技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及用于處理污染河水凈化的滲流式生物床技術(shù)。
背景技術(shù)：
水質(zhì)嚴重惡化是中國河流污染的主要問題之一，凈化河流水質(zhì)是河流治理的必要措施。滲流式生物床技術(shù)(Seepage Biological Bed簡稱為SBB)結(jié)合了生物膜的降解和填料的過濾作用，適合于受嚴重污染的小型河流的治理。本工藝的特點是水流采用水平滲流的方式，這也是“滲流式生物床”的由來。采用水平滲流的水流方式，構(gòu)筑物可以結(jié)合河岸的地形和地質(zhì)特點，沿河岸進行布置；可以大幅度降低構(gòu)筑物高度，并且可以設(shè)計成半地下式或者全地下式，能夠很好的和景觀相融合；水流可以利用重力流動，節(jié)省動力費用，同時可以設(shè)計成半敞開式，利用空氣的復(fù)氧進行生物降解；相比較上向流和下向流的構(gòu)筑物，水平滲流的構(gòu)筑物在水流方向上的長度受限制較小，沿長度方向可以配置不同的填料，實現(xiàn)不同的去除功能。
填料是滲流式生物床的核心處理介質(zhì)，其性能直接影響滲流式生物床過濾、吸附、生物降解等功能發(fā)揮，同時，填料也是該工藝基建投資的主要費用。因此，高效經(jīng)濟的填料篩選以及配置是滲流式生物床工藝開發(fā)的重要內(nèi)容。滲流式生物床填料不同于傳統(tǒng)的污水生物過濾工藝的填料，填料的篩選應(yīng)結(jié)合河流治理的特點，綜合考慮功能性、經(jīng)濟性、生態(tài)相容性等因素。具體體現(xiàn)在以下幾個方面(1)用于河流治理的生物過濾工藝通常規(guī)模較大，填料的需求量較大。因此，填料要便宜易得，并且要考慮各種廢料的再利用；(2)填料應(yīng)具有良好的結(jié)構(gòu)特點和物理性能，應(yīng)有一定的強度，還要考慮填料的密度、孔隙率和比表面積等；(3)填料的化學(xué)穩(wěn)定性較強，不溶出影響生物處理功能的有害物質(zhì)，并希望能溶出一些有益于微生物生長的有益元素；(4)在生物附著性方面，應(yīng)當有良好的生物附著性。
目前，在廢水處理中，常用的填料主要有陶粒、沸石、石英砂、無煙煤、活性炭、塑料制品以及其他天然材料和礦物顆粒。這些填料或者不具有吸附污染物的功能，或者價格較高，不能滿足需求量大的要求。
吸附法作為一種水體中去除氨氮的方法，具有操作簡單、成本低、吸附劑可重復(fù)使用等優(yōu)點。但是目前常用的吸附劑或者吸附量偏低，或者成本較高，不能直接應(yīng)用到高濃度的混合廢水中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提出了將廢陶瓷作為滲流式生物床填料及氨氮吸附劑的應(yīng)用。所述的廢陶瓷是以工業(yè)廢物陶瓷碎片為原料，經(jīng)一定程度機械破碎成粒徑為3～10cm。
有益效果，廢陶瓷結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，強度大，孔隙率較高，外部比表面積大，具有良好的微生物附著特性。廢陶瓷作為填料能夠溶出微生物生長所需的“大量元素”，從而促進微生物的生長；還能浸出能夠促進微生物生長環(huán)境多樣化，對于微生物的生長有益的微量元素。
廢陶瓷作為廢水中氨氮的吸附劑，試驗結(jié)果表明該吸附劑對廢水中的氨氮有良好的吸附效果。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的描述實施例1采用由陶土燒制而成(陶瓷碎片原料也可以由煤矸石燒制而成)工業(yè)廢料陶瓷碎片為滲流式生物床填料的原料，經(jīng)一定程度機械破碎成粒徑為3～10cm。經(jīng)測定其堆積密度為990kg/m3，真密度為1970kg/m3，孔隙率為53％，外部比表面積為0.159m2/kg?？梢娫撎盍系目紫堵瘦^高，外部比表面積大，具有良好的微生物附著特性。對廢陶瓷進行浸出物質(zhì)全分析，結(jié)果顯示，廢陶瓷能夠溶出鈣(Ca)、鉀(K)、鎂(Mg)、鈉(Na)、硫(S)等微生物生長所需的“大量元素”，從而促進微生物的生長。除了溶出的大量元素外，廢陶瓷還能浸出硼(B)、鋇(Ba)、鉍(Bi)和鍶(Sr)等微量元素，這些元素雖然不是微生物生長所必需的，但能夠促進微生物生長環(huán)境多樣化，因而對于微生物的生長也是有益的。處理前污染河水的污染物CODcr50mg/L，NH4+-N20mg/L，濁度30NTU，處理后，對上述污染物的去除率分別為50％，65％和70％。生物附著量為1.5gSS/L填料床。
實施例2
作為廢水中氨氮吸附劑的測試，在溫度為25℃，初始pH為7、初始氨氮的濃度為30mg/L的條件下進行吸附實驗，當吸附平衡時的氨氮的濃度為17.6mg/L的條件下，測得平衡時氨氮的吸附量達0.035mgNH4+-N/g吸附劑。
實施例3作為廢水中氨氮吸附劑的測試，在溫度為25℃，初始pH為7、初始氨氮的濃度為50mg/L的條件下進行吸附實驗，每30分鐘取樣測定氨氮的濃度，經(jīng)過9h達到平衡，其飽和吸附容量為0.038mgNH4+-N/g吸附劑。
實施例4作為廢水中氨氮吸附劑的測試，取6份粒徑為3～10cm的廢陶瓷，然后分別加入一定體積初始氨氮濃度分別為10、20、40、60、80和120mg/L的NH4+-N溶液，于25℃恒溫振蕩器上振蕩24h。根據(jù)吸附等溫線，計算出的廢陶瓷的最大吸附容量為0.04mgNH4+-N/g吸附劑。
權(quán)利要求
1.廢陶瓷作為滲流式生物床填料的應(yīng)用。
2.如權(quán)利要求1所述的廢陶瓷作為滲流式生物床填料的應(yīng)用，將廢陶瓷經(jīng)機械破碎成粒徑為3cm～10cm。
3.廢陶瓷作為污染河水凈化處理中的氨氮吸附劑的應(yīng)用。
4.如權(quán)利要求3所述的廢陶瓷作為污染河水凈化處理中的氨氮吸附劑的應(yīng)用，將廢陶瓷經(jīng)機械破碎成粒徑為3cm～10cm。
全文摘要
廢陶瓷作為滲流式生物床填料及氨氮吸附劑的應(yīng)用屬于污染河水凈化技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及用于處理污染河水凈化的滲流式生物床技術(shù)。該填料及氨氮吸附劑是以工業(yè)廢料陶瓷碎片為原料，經(jīng)一定程度機械破碎成粒徑為3～10cm。廢陶瓷的孔隙率較高，外部比表面積大，具有良好的微生物附著特性；作為吸附劑對廢水中的氨氮有良好的吸附效果。廢陶瓷作為填料及吸附劑具有廉價易得的優(yōu)點，并且能夠廢物利用，變廢為寶，非常適合于工業(yè)應(yīng)用。
文檔編號C02F3/10GK1923727SQ20061011278
公開日2007年3月7日 申請日期2006年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月1日
發(fā)明者何苗, 胡洪營, 林巖清, 張建 申請人:清華大學(xué)