申请日2015.04.15
公开(公告)日2015.07.29
IPC分类号C04B33/132; C04B41/83; C04B41/85
摘要
一种缓释微量铜和镍金属元素污泥陶粒的制备方法，是分别将污水厂污泥、粉煤灰、粘土烘干，用200目筛子筛分，按3-5g、6-8g、8-10g比例称取污泥、粉煤灰、粘土搅拌均匀，缓慢加入适量水并充分搅拌，放入压力机中挤压成型为4~6mm生料陶粒，在100℃下烘干，预热20min，然后在1050℃下进行煅烧16min即制得污泥陶粒。将陶粒放入含有CuCl2和NiCl2的混合溶液中浸渍，取出烘干备用。用环氧树、脂酰胺树脂、乙醇溶液与淀粉混合制备成为包覆材料，加入浸渍烘干好的陶粒，搅拌，使陶粒表面均匀涂覆上述混合物，放入烘箱中烘干，制备出具有缓释微量铜和镍金属元素的污泥陶粒。该陶粒适用于缺乏微量金属Cu2+、Ni2+元素的有机废水厌氧生物处理，废水COD的去除率可以提高12%以上。
权利要求书
1.一种缓释微量铜和镍金属元素的污泥陶粒的制备方法，其特征在于，包括下述工艺步骤：
(1)分别将污水厂污泥、粉煤灰、粘土在105 ℃下烘干至恒重，用万能粉碎机粉碎，用200 目筛子筛分备用;
(2)取步骤(1)制备的污泥3-5g、粉煤灰6-8g、粘土8-10g，搅拌均匀，再缓慢滴加水并充分搅拌，待原料呈潮湿状即停止，放入压力机中挤压成型切割或用手工造粒得到球形颗粒状生料陶粒，制成粒径为4~6 mm的球状颗粒，在电热恒温鼓风干燥器内于100 ℃下烘干，放入箱式电阻炉中，于450℃预热20-25min，然后在1050℃下煅烧16-20min，自然降温，取出即制得污泥陶粒;将陶粒放入含有0.5-1.5mol/L CuCl2和0.5-1.5mol/L NiCl2的溶液中浸渍24小时，取出烘干备用;
(3)取2.5-4.0mL的环氧树脂，3.0-5.0mL酰胺树脂，10-15mL的乙醇溶液混合，加入0.5-1.5g 淀粉混合均匀，加入步骤(2)制备的浸渍烘干好的陶粒，搅拌，使陶粒表面均匀涂覆上述混合物，放入烘箱中烘干，即制得缓释微量铜和镍金属元素的污泥陶粒。
2.根据权利要求1所述的一种缓释微量铜和镍金属元素的污泥陶粒的制备方法，其特征在于：称取过筛后的污泥、粉煤灰、粘土分别为：污泥5g、粉煤灰7g、粘土8g;陶粒在箱式电阻炉内于450℃温度下预热20 min，在1050℃下煅烧16 min;将陶粒放入含有1.0mol/L CuCl2和1.0mol/L NiCl2的混合溶液中浸渍24小时，取出烘干。
3.根据权利要求1所述的一种缓释微量铜和镍金属元素的污泥陶粒的制备方法，其特征在于：
将2.8mL的环氧树脂，3.0mL酰胺树脂，12mL的乙醇溶液混合，加入0.5g 淀粉混合均匀，加入浸渍烘干好的陶粒, 搅拌，使陶粒表面均匀涂覆上述混合物，放入烘箱中烘干，即制得缓释微量铜和镍金属元素的污泥陶粒。
说明书
一种缓释微量铜和镍金属元素污泥陶粒的制备方法
技术领域
本发明涉及一种烧结法制备污泥陶粒方法，特别涉及一种缓释微量铜和镍金属元素污泥陶粒的制备方法。
背景技术
在废水厌氧生物处理过程中，微量金属元素参与了酶的组成，是合成微生物细胞不可或缺的一部分。如铜是多种酶(酪氨酸氧化酶、硫化物氧化酶、黄嘌呤氧化酶、二胺氧化酶、半乳糖酶、酪氨酸酶、细胞色素氧化酶)的组分和刺激因子;镍是辅酶、氢化酶、甲烷菌F430和一氧化碳脱氢酶的组分，促进产甲烷菌的生长和甲烷的形成。微量金属元素的缺乏会导致生物活性降低，进而影响整个生物反应器的运行效果及稳定性。直接投加微量金属元素盐类可以提供给微生物必要的微量金属元素，但水中的氢氧根和胶体的沉淀和络合作用会降低其生物有效度，而过量投加则会对水体产生重金属污染。用粉煤灰、污水厂污泥和粘土为原料，采用烧结法制备出陶粒，将铜和镍金属离子负载到陶粒中，使其缓慢释放。在某些工业废水中，往往成分单一，缺乏铜和镍等微量金属元素，影响厌氧生物处理效果，通过缓释陶粒将微量铜和镍元素缓慢释放，既能满足微生物生长需要又不会发生直接加入金属盐导致金属离子浓度突然变化引起微生物中毒，克服常规微量金属元素补给方法的缺陷，增加微量铜和镍金属元素的生物有效度，提高有机废水微生物的处理效率。
发明内容
本发明的目的，是提供一种缓释微量铜和镍金属元素污泥陶粒的制备方法，该生物陶粒可以缓释微量铜、镍金属元素，适用于缺乏微量铜、镍金属元素有机废水厌氧生物处理，可以提高废水COD的去除率，增加甲烷产气率。
采用的技术方案是：
一种缓释微量铜和镍金属元素污泥陶粒的制备方法，包括下述工艺步骤：
1. 采用烧结方法制备陶粒，采用浸渍法吸附铜、镍离子，采用表面包覆陶粒控制铜、镍离子释放。具体做法是：
(1)分别将污水厂污泥、粉煤灰、粘土在105 ℃下烘干至恒重，用万能粉碎机粉碎，用200 目筛子筛分备用;
(2)取步骤(1)制备好的污泥3-5g、粉煤灰6-8g、粘土8-10g，搅拌均匀，再缓慢滴加水并充分搅拌，待原料呈潮湿状即停止，放入压力机中挤压成型或用手工造粒得到球形颗粒状生料陶粒，制成粒径为4~6 mm的球状颗粒，在电热恒温鼓风干燥器内于100 ℃下烘干，放入箱式电阻炉中，于450℃下预热20-25min，然后在1050℃下进行煅烧16-20min，自然降温，取出即制得污泥陶粒。将陶粒放入含有0.5-1.5mol/L CuCl2和0.5-1.5mol/L NiCl2的混合溶液中浸渍24小时，取出烘干备用。
2、取2.5-4.0mL的环氧树脂，3.0-5.0mL酰胺树脂，10-15mL的乙醇溶液混合，加入0.5-1.5g 淀粉混合均匀，加入步骤(2)浸渍烘干好的陶粒，搅拌，使陶粒表面均匀涂覆上述混合物，放入烘箱中烘干，即制得缓释微量铜和镍金属元素的污泥陶粒。
本发明的优点
1、采用烧结法制备了一种污泥粉煤灰生物陶粒。
2、该生物陶粒制备方法较为简单，该生物陶粒可以缓释微量铜和镍金属元素，适用于缺乏微量铜和镍金属元素有机废水厌氧生物处理，可以提高废水COD去的除率。
3、用粉煤灰、污水厂污泥和粘土为原料制备出具有释放微量铜、镍金属离子的缓释陶粒处理废水，达到以废治废的目的，且其原材料易得，方便廉价，生产成本低，具有一定的市场价值。
具体实施方式
下面结合具体的实施实例进一步说明本发明是如何实现的:
实施实例1
一种缓释微量铜和镍金属元素污泥陶粒的制备方法，包括下述工艺步骤：
1、分别将污水厂污泥、粉煤灰、粘土在105 ℃下烘干至恒重，用万能粉碎机粉碎，用200 目筛子筛分备用。分别称取过筛后的污泥5g、粉煤灰7g、粘土8g，搅拌均匀，再缓慢滴加水并充分搅拌，待原料呈潮湿状即停止，放入压力机中挤压成型或用手工造粒得到球形颗粒状生料陶粒，制成粒径为4~6 mm的球状颗粒，在电热恒温鼓风干燥器内于100 ℃下烘干，放入箱式电阻炉中升温至450℃预热20min，然后升温至1050℃下进行煅烧16min，自然降温，取出后冷却到室温，将陶粒放入含有1.0mol/L CuCl2和1.5mol/L NiCl2的混合溶液中浸渍24小时，取出烘干。
2、将2.8mL的环氧树脂，3.0mL酰胺树脂，12mL的乙醇溶液混合，加入0.5g加入浸渍烘干好的陶粒，搅拌，使陶粒表面均匀涂覆上述混合物，放入烘箱中烘干，即制得缓释微量铜和镍金属元素的污泥陶粒。
实施实例2
一种缓释微量铜和镍金属元素污泥陶粒的制备方法，包括下述工艺步骤：
1、分别将污水厂污泥、粉煤灰、粘土在105 ℃下烘干至恒重，用万能粉碎机粉碎，用200 目筛子筛分，分别称取过筛后的污泥1.2g、粉煤灰1.8g、粘土2g，搅拌均匀，再缓慢滴加水并充分搅拌，待原料呈潮湿状即停止，手工造粒，制成粒径为4~6 mm的球状颗粒，在电热恒温鼓风干燥器内于100 ℃下烘干，放入箱式电阻炉中升温至450℃预热20min，然后升温至1050℃下进行煅烧16min，自然降温，取出后冷却到室温，将陶粒放入含有0.5mol/L CuCl2和1.0mol/L NiCl2的混合溶液中浸渍24小时，取出烘干。
2、取0.7mL的环氧树脂，0.75mL酰胺树脂，3mL的乙醇溶液外加0.1g的淀粉，在小烧杯中混合均匀。取出浸渍好待包覆陶粒，放入烧杯中搅拌，使陶粒表面均匀涂覆上上述混合物，涂覆厚度以陶粒表面不会出现汇聚的混合物液滴为宜，放入烘箱中烘干，即制得缓释微量铜和镍金属元素的污泥陶粒。
实施实例3
一种缓释微量铜和镍金属元素污泥陶粒的制备方法，包括下述工艺步骤：
1、 分别将污水厂污泥、粉煤灰、粘土在105 ℃下烘干至恒重，用万能粉碎机粉碎，用200 目筛子筛分备用。分别称取过筛后的污泥250g、粉煤灰350g、粘土400g，搅拌均匀，再缓慢滴加水并充分搅拌，待原料呈潮湿状即停止，放入压力机中挤压成型切割得到生料陶粒，在电热恒温鼓风干燥器内于100 ℃下烘干，放入箱式电阻炉中升温至450℃预热20min，然后升温至1050℃下进行煅烧16min，自然降温，取出后冷却到室温，将陶粒放入含有1.0mol/L CuCl2和1.0mol/L NiCl2的混合溶液中浸渍24小时，取出烘干。
2、将150mL的环氧树脂，150mL酰胺树脂，600mL的乙醇溶液混合，加入20g 淀粉混合均匀，加入浸渍烘干好的陶粒，搅拌，使陶粒表面均匀涂覆上述混合物，放入烘箱中烘干，即制得缓释微量铜和镍金属元素的污泥陶粒。