申请日2005.11.28
公开(公告)日2006.06.28
IPC分类号B01D39/06
摘要
一种由污泥制成的滤料及其制备方法，涉及一种水处理过程中使用的滤料及其制备方法。污泥并没有被有效的利用，人们还要投资额外的费用对它进行处置，增加了人们的工作负担。一种由污泥制成的滤料，各原料的添加量分别为：粘土占干污泥质量的80～150%、粘结剂占污泥质量的5～30%;制备方法为，将各原料按所述比例混合后，在700～1100℃条件下烧制10～30min即成。本发明滤料具有足够的强度，不易破损，并且由于所得滤料表面粗糙，所以微生物容易挂膜;同时该滤料还具备促进微生物活性的特性，并且用本发明方法和原料制备的滤料可以大量的消耗脱水污泥，不但处理成本大大低于焚烧法，而且可以避免污泥二次污染，尤其符合我国固废处理的无害化、减量化和资源化原则，将有广阔的发展前景。
权利要求书
1.一种由污泥制成的滤料，其特征在于所述滤料是由以下成分的原料制 备而成：污泥、粘土、粘结剂，所述各原料的添加量分别为：粘土占干污泥 质量的80～150%、粘结剂占干污泥质量的5～30%;将各原料按所述比例混合 后，在700～1100℃条件下烧制10～30min。
2.根据权利要求1所述的一种由污泥制成的滤料，其特征在于所述各 原料的添加量分别为：粘土占干污泥质量的100%、粘结剂占干污泥质量的 10%;将各原料按所述比例混合后，在900℃条件下烧制25min。
3.根据权利要求1所述的一种由污泥制成的滤料，其特征在于所述各 原料的添加量分别为：粘土占干污泥质量的130%、粘结剂占干污泥质量的 25%;将各原料按所述比例混合后，在1100℃条件下烧制20min。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种由污泥制成的滤料，其特征在于 所述粘结剂为水玻璃。
5.一种由污泥制成滤料的制备方法，其特征在于将占干污泥质量 80～150%的粘土、占干污泥质量5～30%的粘结剂与干污泥混合后，升温至 700～1100℃，然后烧制10～30min即成。
6.根据权利要求5所述的一种由污泥制成滤料的制备方法，其特征在 于具体制备步骤依次如下：
a.对污泥进行干燥、破碎和筛分;
b.加入占干污泥质量80～150%的粘土和占干污泥质量5～30%的粘结剂， 与干污泥混合均匀后挤压成型;
c.烧结：先对成型滤料进行干燥和预热，使其水分得到充分排除;然后 在700～1100℃条件下进行焙烧10～30min;
d.自然冷却至室温。
7.根据权利要求6所述的一种由污泥制成滤料的制备方法，其特征在 于所述b步骤的挤压成型过程为：将各原料按所述比例称量好后在干磨容器 中进行充分混合，混合结束之后，把原料倒入混合容器中，加入适量的水， 充分搅拌，混合料的含水率控制在10～20%之间，然后在颗粒机上挤压成型， 筛分后制得滤料。
8.根据权利要求5、6或7所述的一种由污泥制成滤料的制备方法，其 特征在于所述粘结剂为水玻璃。
说明书
一种由污泥制成的滤料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种水处理过程中使用的滤料及其制备方法。
背景技术
曝气生物滤池应用于废水处理中，粒状滤料的选择对于得到较高活性生 物量和生物多样性起到的作用非常大。目前，常用的滤料有石英砂、活性炭、 沸石、陶粒及塑料制品(合成纤维、聚乙烯小球、波纹板等)。曝气生物滤池 对滤料的一般要求是：(1)表面粗糙。表面粗糙的滤料为微生物提供了理想的 生长、繁殖地，表现为容易挂摸、生物量高。(2)密度适中。密度太大不利于 反冲洗的进行，表现为所需反冲强度大、反冲所需时间长;密度太小，在反 冲时容易跑料，不易控制反冲强度。(3)有一定的强度，耐摩擦。(4)无毒、化 学性质稳定。(5)价格适中。目前，国内在废水生物处理工艺中已开发出多种 新型填料，组建了一批生产厂家，产品种类繁多，门类较为齐全，但现有的 滤料在物理学特性及生物膜附着性能等方面各有其弱点，它们或表面光滑、 微生物难于挂膜，或强度不够、破损严重，或价格昂贵、再生困难，并且目 前所使用的滤料几乎都不具备促进微生物活性的特性。因此研究和开发一种 好的接触滤料是关系到曝气生物滤池应用于水处理成败的关键之一。
污泥是水处理过程中形成的以有机物为主要成分的泥状物质，从表观上 看，污泥呈黑色，不定形态，手触摸有粘的感觉。其有机物含量高，容易腐 化发臭，颗粒较细，密度较小，含水率高且不易脱水，是呈胶状结构的亲水 性物质。目前的污泥作为常规污水处理的剩余产品，并没有被有效的利用， 相反，人们还需要投资额外的费用对它进行处置，从而增加了人们的工作负 担。中国专利申请号00111382公开了一种利用淤集污泥焙烧陶粒的方法，该 方法对于污泥的成分要求较高，且制备过程复杂。
发明内容
针对现有污泥没有被有效利用的问题，本发明提供一种不但可以有效利 用所有污泥，同时还可以使产品具有极好的性能且具备促进微生物活性特性 的滤料及其制备方法。一种由污泥制成的滤料，所述滤料是由以下成分的原 料制备而成：污泥、粘土、粘结剂，所述各原料的添加量分别为：粘土占干 污泥质量的80～150%、粘结剂占干污泥质量的5～30%;将各原料按所述比例 混合后，在700～1100℃条件下烧制10～30min。它的制备方法为，将占干污 泥质量80～150%的粘土、占干污泥质量15～30%的粘结剂与干污泥混合后， 升温至700～1100℃，然后烧制10～30min即成。发明人综合了有关国内外的 曝气生物滤池滤料的资料，以污泥和粘土为原料，加入少量粘结剂，通过正 交试验、粘土添加百分数的影响、粘结剂添加百分数的影响、烧成温度的影 响以及保温时间的影响等大量试验，得到了适当的烧成温度和保温时间制度， 并根据对滤料的一些物化性能的检测结果，确定了污泥滤料的配方及烧成工 艺参数，制备出了性能完全符合要求的污泥滤料。经测试，本发明所得滤料 可以达到以下性能：亚甲基蓝吸附量0.155mg/g，碘吸附量14.11mg/g，得率 69.5%，烧失率30.5%，吸水率19.6%，空隙率53.2%，松散容重519kg/m3， 颗粒表观密度1110kg/m3。本发明中的得率为M产物/M原料×100%，烧失率为 (1-得率)×100%。可以看出，本发明所得滤料具有足够的强度，不易破 损，并且由于所得滤料表面粗糙，所以微生物容易挂膜;同时该滤料还具备 激化微生物活性的特性，并且用本发明方法和原料制备的滤料可以大量的消 耗脱水污泥，不但处理成本大大低于焚烧法，而且可以避免污泥二次污染， 尤其符合我国固废处理的无害化、减量化和资源化原则，将有广阔的发展前 景。同时通过对滤料中重金属Cr的浸出试验，经XRD分析可知，原料中 的重金属Cr经过高温烧结，主要以晶体的形态存在于成品中，所检出的重 金属都是以稳态化合物结构存在。由于离子键具有较高的晶格能和很强的稳 定性，因此重金属在底泥陶粒中具有较好的固化能力，从而消除了所得滤料 在应用过程中可能产生的顾虑，利于推广应用。