申请日2009.12.30
公开(公告)日2010.07.14
IPC分类号B01D39/06
摘要
本发明涉及一种用污水厂干化污泥和4，4′-二氨基二苯乙烯-2，2′-二磺酸(DSD酸)工业铁泥制得的轻质阴、阳极水处理滤料及其制备方法，属环境材料技术领域。主要原料为污水处理厂产出的污泥和DSD酸工业还原阶段产生的铁泥，粘结剂为贫瘠粘土，成球剂为2～7wt%羧甲基纤维素溶剂。本方法阴极水处理滤料的污泥(干基)添加量最高可达70%，阳极水处理滤料的DSD酸工业还原阶段产生的铁泥添加量最高可达70%。制备的轻质阴、阳极水处理滤料质轻，节土，比表面积大，易于处理印染，制革等废水并极其具有良好的环境效益、社会效益和经济效益。
权利要求书
1.一种轻质阴极水处理滤料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)取污水厂污泥，干化处理后，经破碎，得污泥颗粒;
(2)取贫瘠粘土，烘干处理后，经破碎，得粘土颗粒;
(3)以重量比5.5～7.0∶3.0～4.5的比例称取步骤(1)制得的污泥颗粒和步骤(2)制得的粘土颗粒，均匀混合后，以2～7wt%羧甲基纤维素溶剂作为成球剂于滚筒式造粒机内造粒，得阴极水处理滤料生料球;
(4)将步骤(3)制得的阴极水处理滤料生料球置于常温下干燥10小时-20小时，得阴极水处理滤料颗粒;
(5)将步骤(4)制得的阴极水处理滤料颗粒在500～600℃，隔绝空气加热20～30min，密闭干燥器内冷却至室温，即得阴极水处理滤料。
2.如权利要求1所述的轻质阴极水处理滤料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)制得的污泥颗粒和步骤(2)制得的粘土颗粒均为经破碎后过100目筛筛分制得，颗粒直径均不大于0.15mm。
3.如权利要求1所述的轻质阴极水处理滤料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中2～7wt%羧甲基纤维素溶剂的加入量为总重量的5～7%。
4.如权利要求1所述的轻质阴极水处理滤料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中阴极水处理滤料生料球的直径为5-8mm。
5.由如权利要求1所述方法制得的轻质阴极水处理滤料。
6.一种轻质阳极水处理滤料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(I)取4，4′-二氨基二苯乙烯-2，2′-二磺酸工业还原阶段产生的铁泥，干化处理后，经破碎，得铁泥颗粒;
(II)取贫瘠粘土，烘干处理后，经破碎，得粘土颗粒;
(III)以重量比5.5～7.0∶3.0～4.5的比例称取步骤(I)制得的铁泥颗粒和步骤(II)制得的粘土颗粒，均匀混合后，以2～7wt%羧甲基纤维素溶剂作为成球剂于滚筒式造粒机内造粒，得阳极水处理滤料生料球;
(IV)将步骤(III)制得的阳极水处理滤料生料球置于常温下干燥10小时-20小时，得阳极水处理滤料颗粒;
(V)将步骤(IV)制得的阳极水处理滤料颗粒在800～900℃，隔绝空气加热20～30min，密闭干燥器内冷却至室温，即得阳极水处理滤料。
7.如权利要求6所述的轻质阳极水处理滤料的制备方法，其特征在于，所述步骤(I)制得的铁泥颗粒和步骤(II)制得的粘土颗粒均为经破碎后过100目筛筛分制得，颗粒直径均不大于0.15mm。
8.如权利要求6所述的轻质阳极水处理滤料的制备方法，其特征在于，所述步骤(III)中2～7wt%羧甲基纤维素溶剂的加入量为总重量的5～7%。
9.如权利要求6所述的轻质阳极水处理滤料的制备方法，其特征在于，所述步骤(III)中阴极水处理滤料生料球的直径为5-8mm。
10.由如权利要求6所述方法制得的轻质阳极水处理滤料。
说明书
一种轻质阴、阳极水处理滤料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种用污水厂干化污泥和4，4′-二氨基二苯乙烯-2，2′-二磺酸(DSD酸)工业铁泥制得的轻质阴、阳极水处理滤料及其制备方法，属环境材料技术领域。
背景技术
我国污水处理厂每天产生大量污泥。污泥中不但含有大量的有机物，同时包含重金属、病原菌等有害物质，因此，污泥的有害物质含量高、有恶臭，易腐败、不稳定、若任意排放，不仅造成资源的浪费，还会引发大范围的二次污染;污泥处理的相关投资和运行耗费巨大，分别占污水处理厂全厂费用的12%-30%和20%-50%，这严重制约着污水厂的正常运营和发展。
DSD酸的生产包含磺化、氧化和还原三个阶段。磺化和还原过程中会产生大量难降解的有机废水，通常采用芬顿(Fenton)氧化+絮凝的方法处理同时絮凝过程中产生大量污泥;氧化阶段使污泥中含有大量难降解的有机物。目前，大部分企业选择直接堆积排放，不仅占用大量土地，而且污泥中难降解的有机物会残留环境中，造成二次污染。
铁内电解法是通过对电化学腐蚀过程的综合利用，实现大分子有机物的断链，发色与助色基团的脱色，从而提高了污水的可生化性，增加了污水中的易降解有机碳源数量，并且整个过程会持续溶出铁离子(Fe2+);并且这种方法无需加药设备，仅通过铁的内电解即可满足需要，省去了巨额的基建费和运行成本。以污水厂干化污泥和DSD酸工业还原阶段产生的铁泥烧制轻质阴阳水处理滤料，不仅可以处理两种难以处理的固体废物，并且可以以废制废，达到废物资源化的目的。
上述废料不仅难于处理，而且处理费用高昂，导致部分中小企业无法承受高昂的处理费用而随意排放，极易引发严重的环境污染问题。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种利用污水厂干化污泥和DSD酸工业还原阶段产生的铁泥制备的轻质阴、阳极水处理滤料及其制备方法。
该方法的主要原料为污水处理厂产出的污泥和DSD酸工业还原阶段产生的铁泥，粘结剂为贫瘠粘土，成球剂为2～7wt%羧甲基纤维素溶剂。本方法阴极水处理滤料的污泥(干基)添加量最高可达70%，阳极水处理滤料的DSD酸工业还原阶段产生的铁泥添加量最高可达70%。制备的轻质阴、阳极水处理滤料质轻，节土，比表面积大，易于处理印染，制革等废水并极其具有良好的环境效益、社会效益和经济效益。
发明详述
一种轻质阴极水处理滤料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)取污水厂污泥，干化处理后，经破碎，得污泥颗粒;
(2)取贫瘠粘土，烘干处理后，经破碎，得粘土颗粒;
(3)以重量比5.5～7.0∶3.0～4.5的比例称取步骤(1)制得的污泥颗粒和步骤(2)制得的粘土颗粒，均匀混合后，以2～7wt%羧甲基纤维素溶剂作为成球剂于滚筒式造粒机内造粒，得阴极水处理滤料生料球;
(4)将步骤(3)制得的阴极水处理滤料生料球置于常温下干燥10小时-20小时，得阴极水处理滤料颗粒;
(5)将步骤(4)制得的阴极水处理滤料颗粒在500～600℃，隔绝空气加热20～30min，密闭干燥器内冷却至室温，即得阴极水处理滤料。
所述步骤(1)制得的污泥颗粒和步骤(2)制得的粘土颗粒均为经破碎后过100目筛筛分制得，颗粒直径均不大于0.15mm。
所述步骤(3)中2～7wt%羧甲基纤维素溶剂的加入量为总重量的5～7wt%。
所述步骤(3)中阴极水处理滤料生料球的直径为5-8mm。
由上述方法制得的轻质阴极水处理滤料。
一种轻质阳极水处理滤料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(I)取4，4′-二氨基二苯乙烯-2，2′-二磺酸工业还原阶段产生的铁泥，干化处理后，经破碎，得铁泥颗粒;
(II)取贫瘠粘土，烘干处理后，经破碎，得粘土颗粒;
(III)以重量比5.5～7.0∶3.0～4.5的比例称取步骤(I)制得的铁泥颗粒和步骤(II)制得的粘土颗粒，均匀混合后，以2～7wt%羧甲基纤维素溶剂作为成球剂于滚筒式造粒机内造粒，得阳极水处理滤料生料球;
(IV)将步骤(III)制得的阳极水处理滤料生料球置于常温下干燥10小时-20小时，得阳极水处理滤料颗粒;
(V)将步骤(IV)制得的阳极水处理滤料颗粒在800～900℃，隔绝空气加热20～30min，密闭干燥器内冷却至室温，即得阳极水处理滤料。
所述步骤(I)制得的铁泥颗粒和步骤(II)制得的粘土颗粒均为经破碎后过100目筛筛分制得，颗粒直径均不大于0.15mm。
所述步骤(III)中2～7wt%羧甲基纤维素溶剂的加入量为总重量的5～7wt%。
所述步骤(III)中阴极水处理滤料生料球的直径为5-8mm。
由上述方法制得的轻质阳极水处理滤料。
上述对污泥的干化处理和对贫瘠粘土的烘干处理均为本领域常用处理工艺(滚筒干燥)，经干化处理后的污泥含水量为15wt%，经烘干处理后的贫瘠粘土含水量为15wt%。
本发明工艺简单，制备的轻质阴、阳极水处理滤料外观均为黑色表面粗糙的球状固体，阴极滤料堆积密度为650.0～750.0kg/m3，颗粒密度为1670.0～1780.0kg/m3，吸水率为23～25%。阳极滤料堆积密度980.0～1120.0kg/m3，颗粒密度为2140.0～2320.0kg/m3，吸水率为10～12%。具有轻质、吸水率小、比表面积大等特点。
经试用发现：本发明制备的轻质阴阳水处理滤料可直接作为曝气生物滤池的填料;配合专用的水处理设施，利用阴阳水处理滤料的内电解作用代替常用的Fenton试剂法深度处理印染废水、制药废水等难以处理的污水。具有操作简便、脱色迅速、COD去除率高等优势。