專利名稱：一種用于水處理的生物活性濾料及其焙制工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種于水處理的生物活性濾料及其焙制工藝，屬環(huán)境工程水處理技術(shù)領(lǐng)域。
(二)技術(shù)背景曝氣生物濾池處理污水是八十年代末和九十年代初興起的污水處理新工藝，已在歐美和日本廣為流行。其濾料多采用玻璃鋼或塑料蜂窩填料、立體波紋濾料、軟性纖維濾料、半軟性濾料、和不規(guī)則粒狀濾料、砂、碎石、礦渣、焦炭、無(wú)煙煤等。玻璃鋼或塑料填料表面光滑，生物膜附著力差，易老化，且在實(shí)際使用中往往容易產(chǎn)生不同程度的填料堵塞；軟性填料中的水流流態(tài)不理想，易被生物膜粘結(jié)在一起，產(chǎn)生結(jié)球現(xiàn)象，從而降低其比表面積，使結(jié)球內(nèi)部產(chǎn)生厭氧作用，影響處理效果。不規(guī)則粒狀填料水流阻力大，易引起氧化池阻塞。我國(guó)也有應(yīng)用片狀陶瓷處理微污染水源水的研究，盡管片狀陶瓷掛膜性能良好，但水流阻力大，容易堵塞，強(qiáng)度差，易破碎，不耐水沖刷。正是由于這些傳統(tǒng)接觸填料存在一定的缺陷，限制了曝氣生物濾池在我國(guó)的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于水處理的生物活性濾料及其焙制工藝。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下本發(fā)明的用于水處理的生物活性濾料以粘土為主要原料，0.1～0.35‰的木質(zhì)素和0.1～0.35‰磺酸鹽作為塑化劑，2～4‰的聚乙烯醇作為發(fā)泡劑，均為重量比.以粘土總重量計(jì)。
一種用于水處理的生物活性濾料的焙制工藝，將上述各組分按比例混合，進(jìn)行燒制，焙制工藝包括干燥、預(yù)熱和焙燒三個(gè)階段，并采用差熱法進(jìn)行配熱。
a.干燥階段，溫度控制在60℃，干燥過(guò)程持續(xù)兩個(gè)小時(shí)；b.預(yù)熱階段，干燥后用1.5個(gè)小時(shí)逐漸升溫到600℃，預(yù)熱1小時(shí)；c.焙燒階段，預(yù)熱后升溫到1250℃，焙燒1個(gè)小時(shí)，然后讓其在窯內(nèi)自然通風(fēng)冷卻。
根據(jù)曝氣生物濾對(duì)陶粒理化性能的要求，我們以密度、堆積密度、脆度、孔隙率、酸溶率等參數(shù)符合要求為目的，對(duì)陶粒進(jìn)行配方。將原料的化學(xué)成分調(diào)整到具有較高的膨脹性，同時(shí)確保陶粒產(chǎn)品具有高耐磨性、強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性。
陶粒的燒制過(guò)程中有干燥、預(yù)熱和焙燒三道工序，對(duì)于這三道工序的時(shí)間和溫度需要嚴(yán)格地控制。當(dāng)溫度低時(shí)，陶粒表面出現(xiàn)瓷化，屬于欠燒；當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)，粘上開(kāi)始出現(xiàn)液相，顆粒之間相互粘結(jié)，屬于過(guò)燒。另外，在配熱方法上，應(yīng)采用差熱法，即中部料少配熱，邊部料多配熱。這是立窯固有的邊風(fēng)過(guò)剩及窯壁散熱問(wèn)題，造成邊部熱損失較大的原因。差熱配煤，對(duì)焙燒陶粒來(lái)說(shuō)，在工藝上容易實(shí)現(xiàn)。以下是它的物理性能指標(biāo)本發(fā)明生物活性濾料物理性能指標(biāo)粒徑堆積密度 密度 孔隙率 磨損率 不均勻鹽的可溶 比表面積(mm)(g/m3) (g/m3) (％)(％)系數(shù) 率(％)(cm2/g)0.5-30 0.7-1.2 1.2-2.5 55-58 ≤1.62 K80＝1.8 ≤0.8 2×104-1.5×105本發(fā)明生物活性濾料在生產(chǎn)出來(lái)后還必需對(duì)其進(jìn)行生物改性，通過(guò)投加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)促使微生物在濾料表面生長(zhǎng)和固著，以改變?yōu)V料的理化和生物性能。具體方法是采用過(guò)濾方法，向?yàn)V池投加營(yíng)養(yǎng)，濾速?gòu)?m/h逐漸提高，連續(xù)運(yùn)行，監(jiān)測(cè)進(jìn)出水水質(zhì)變化。當(dāng)濾速達(dá)到8m/h，CODMn和NH3-N去除率高于50％時(shí)，本發(fā)明生物活性濾料的生物改性成功，可以投入正常運(yùn)行。
本發(fā)明的生物活性濾料具有強(qiáng)度大、孔隙率大、比表面積大、化學(xué)穩(wěn)定性好，與石英砂、無(wú)煙煤渣等濾料相比，具有生物附著性強(qiáng)、掛膜性能良好、水流流態(tài)好、反沖洗容易、截污能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
投加了新型生物活性濾料的曝氣生物濾池，COD容積負(fù)荷最高可以達(dá)到6kg/m3.d，微生物量可以達(dá)到10g/L，出水COD＜50mg/L，NH3-N＜1.0mg/L，氣水比為3∶1，比傳統(tǒng)的活性污泥法節(jié)省曝氣量50％。經(jīng)過(guò)兩年的運(yùn)行后，濾料仍然保持原有的理化特性。自來(lái)水廠采用新型生物活性濾料后，生產(chǎn)出水色度明顯降低，CODcr、NH3-N去除率分別達(dá)到66％和70％，出水濁度小于1.0NTU。處理出水完全達(dá)到自來(lái)水的飲用標(biāo)準(zhǔn)。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1根據(jù)曝氣生物濾對(duì)陶粒理化性能的要求以及粘土的分析結(jié)果，以粘土為主要原料，加入0.15‰木質(zhì)素和0.15‰磺酸鹽作為塑化劑，與2‰聚乙烯醇進(jìn)行配合，將原料的化學(xué)成分調(diào)整到具有較高膨脹性，同時(shí)確保陶粒產(chǎn)品具有高耐磨性、強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性。陶粒在焙制過(guò)程中需要嚴(yán)格控制焙燒溫度，在干燥階段溫度一般控制在60℃，干燥時(shí)間以兩個(gè)小時(shí)為宜；然后逐漸升溫到600℃，升溫過(guò)程不宜過(guò)快，以1.5個(gè)小時(shí)為宜。在預(yù)熱階段時(shí)間可以稍短些，一般1個(gè)小時(shí)就可以；然后逐漸升溫到1250℃，焙燒1個(gè)小時(shí)后，讓其在窯內(nèi)自然通風(fēng)冷卻。在配熱方法上，應(yīng)采用差熱法，即中部料少配熱，邊部料多配熱。
實(shí)施例2如實(shí)施例1所述，所不同的是以粘土為主要原料，加入0.3‰木質(zhì)素和0.3‰磺酸鹽作為塑化劑，與4‰聚乙烯醇進(jìn)行配合，進(jìn)行焙燒。
實(shí)施例3如實(shí)施例1所述，所不同的是以粘土為主要原料，加入0.1‰木質(zhì)素和0.15‰磺酸鹽作為塑化劑，與2.5‰聚乙烯醇進(jìn)行配合，進(jìn)行焙燒。
權(quán)利要求
1.一種用于水處理的生物活性濾料，其特征在于該生物活性濾料以粘土為主要原料，0.1～0.35‰的木質(zhì)素和0.1～0.35‰磺酸鹽作為塑化劑，2～4‰的聚乙烯醇作為發(fā)泡劑，均為重量比。
2.一種權(quán)利要求1所述的用于水處理的生物活性濾料的焙制工藝，其特征在于將各組分按比例混合，進(jìn)行燒制，焙制工藝包括干燥、預(yù)熱和焙燒三個(gè)階段，并采用差熱法進(jìn)行配熱a.干燥階段，溫度控制在60℃，干燥過(guò)程持續(xù)兩個(gè)小時(shí)；b.預(yù)熱階段，干燥后用1.5個(gè)小時(shí)逐漸升溫到600℃，預(yù)熱1小時(shí)；c.焙燒階段，預(yù)熱后升溫到1250℃，焙燒1個(gè)小時(shí)，然后讓其在窯內(nèi)自然通風(fēng)冷卻。
全文摘要
一種用于水處理的生物活性濾料及其焙制工藝，屬環(huán)境工程水處理技術(shù)領(lǐng)域。生物活性濾料以粘土為主要原料，加入木質(zhì)素和磺酸鹽塑化劑和聚乙烯醇發(fā)泡劑，通過(guò)焙制工藝和生物技術(shù)改性使濾料具有生物活性。本發(fā)明的生物活性濾料COD容積負(fù)荷最高可以達(dá)到6kg/m
文檔編號(hào)B01D39/20GK1546398SQ20031010559
公開(kāi)日2004年11月17日 申請(qǐng)日期2003年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月11日
發(fā)明者胡文容, 段明秀 申請(qǐng)人:山東大學(xué), 濟(jì)南十方環(huán)保有限公司