申请日2005.08.02
公开(公告)日2007.02.07
IPC分类号C02F3/10
摘要
本发明公开一种用于污水处理的牡蛎壳活性生物滤料及其制造方法，涉及污水处理领域一种专用生物滤料。其特点是：用天然牡蛎壳为主要原料，经分检、加热、酸化造孔等工艺，制成轻质、多微孔、比表面积大、微生物亲和能力强、质优价廉的活性生物滤料的方法;由此发明生产的牡蛎壳活性生物滤料的主要质量指标为：堆积密度0.4t/m3，空隙率：90%，孔隙率：40～60%，比表面积：1.8×104m2/kg，平均孔径：80μm。本发明具有原料(废弃牡蛎壳垃圾)来源广泛，生产工艺简单，成本低，变废为宝，不产生二次污染等优点。
权利要求书
1.一种用于污水处理的活性生物滤料及其制造方法，其特点在于：它以沿 海地区养殖废弃物牡蛎壳为原料，经分检、加热、酸化造孔等工艺，制 成轻质、多微孔、比表面积大的活性生物滤料的方法。
2.如权利要求1所述的一种用于污水处理的活性生物滤料及其制造方法， 其特征在于：加热干燥过程为由常温升温到180℃，升温时间为50分钟， 然后再恒温180℃加热10分钟。
3.如权利要求1所述的一种用于污水处理的活性生物滤料及其制造方法， 其特征在于：酸化造孔装置采用底部进水向上流经待造孔牡蛎壳，出水 重复循环，水质要求是弱硫酸溶液或发电厂脱硫废水(PH值2～5)，牡 蛎壳在造孔装置内被冲洗浸泡时间为72小时。
4.如权利要求1所述的一种用于污水处理的活性生物滤料及其制造方法， 其特征在于：牡蛎壳原料的外形要求是长要≥50mm，宽要≥30mm，壳厚 度≥2mm;牡蛎壳原料的化学成分要求是钙含量39～41%，铁含量26～ 28%，锰含量12～12.8%，锌含量7.9～8.4%，锶含量6～7%，镍含 量2.3～2.5%，铜含量<2.3%。
说明书
一种用于污水处理的牡蛎壳活性生物滤料及其制造方法
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种以天然牡蛎壳为主要原 料，经酸化造孔，制成轻质、多微孔、比表面积大的活性生物滤料及其制 造方法。
背景技术
目前对工业废水和城市生活污水的治理方法很多，如化学氧化还原法、 化学沉淀法、膜分离法、生化法，生化法又分活性污泥法和生物膜法。目 前应用最广、最具发展前景的是生物膜法的代表性工艺-曝气生物滤池; 决定曝气生物滤池性能好坏的关键之一是滤料的性能，理想的滤料应具备 下述特征：能为微生物附着提供大量的表面积;使污水以液膜状态流过生 物膜;有足够的空隙率保证通风供氧和使脱落的生物膜能随水流出滤池; 不被微生物分解，也不抑制微生物生长;有一定的机械强度且价格低廉。
目前曝气生物滤池使用的滤料主要是天然卵石与陶粒两大类;符合颗 粒 级配的天然卵石虽然基本符合上述要求，但缺点是堆积密度大，空隙率 较小，比表面积较小，应用受到限制、各种合成烧结陶粒，上述主要性能 都比卵石好，但也存在机械强度差，寿命短，用久易掉色损坏，且价格较 高等缺点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对天然卵石滤料和各种合成烧结陶 粒滤料的不足，提供一种用于污水处理的牡蛎壳活性生物滤料及其制造方 法，以此种方法制造的牡蛎壳活性生物滤料可克服上述两类滤料的不足， 专门用作水处理滤料。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：选用沿海地区大量废弃的 牡蛎壳为原料，利用其堆积密度小、天然翘曲、多微孔、高空隙率等优良 的物理特性，和化学可加工性好的特点，利用酸洗造孔工艺，增加其表面 微孔数量，制成一种堆积密度小、空隙率高、多微孔、微生物亲和力强的 优质污水专用滤料;牡蛎壳的化学成分主要是生物钙，将牡蛎壳放置于含 有硫酸的水溶液中，其表面的碳酸钙与硫酸发生化学反应，生成硫酸钙和 亚硫酸钙，水和二氧化碳，二氧化碳气体逸出，附着在牡蛎壳表面上的硫 酸钙和亚硫酸钙被水冲洗掉后，就会在其表面上形成更多的微孔，其化学 方程式是：，。
本发明的生产工艺为：分检清洗→加热干燥→酸化造孔→冲洗干燥。
分检冲洗：将收集到的牡蛎壳进行分检。分检外观质量要求是壳厚度 ≥2mm，长度≥50mm，宽度≥30mm;化学成分质量要求是：钙含量39～41%， 铁含量26～28%，锰含量12～12.8%，锌含量7.9～8.4%，锶含量6～7 %，镍含量2.3～2.5%，铜含量<2.3%。将分检出的合格品清洗干净，阴 干后进入下道程序。
加热干燥：将阴干后的牡蛎壳放进加热室，进行加热干燥，温度自常 温升温到180℃，升温时间是50分钟，然后再恒温180℃停留10分钟。
酸化造孔：将加热干燥处理的牡蛎壳直接装入酸化造孔装置浸泡冲洗， 进行酸化造孔。具体要求是：浸泡时间为72h，装置水质要求含有废硫酸溶 液或发电厂脱硫废水(水质PH值2～5)，水要从装置底部进入，向上流经 被浸泡冲洗的牡蛎壳，水流速度1～2m/h。水在流出后再循环进入装置重复 使用。
冲洗干燥：经酸化造孔后的产品用水冲洗干净后，放置通风棚内干燥 后，称重、装箱。
本发明的有益效果是：
1.本产品堆积密度小，仅为0.4t/m3，空隙率高，可达90%，表面微孔 多达40～60%，具有很高的微生物亲和力，因而是一种抗堵塞性能好、水 力条件好、生化反应效率高的优质专用污水工程滤料。由于它处理效率高、 堆积密度小，可大量节省基建用地和基建费用。
2.利用沿海地区水产养殖废弃的牡蛎壳为原料，不仅生产成本降低， 它还解决了海边大量弃置的牡蛎壳对环境的污染，化害为利、变废为宝。
3.用发电厂的脱硫酸性废水作为酸化造孔的生产用水，既可以降低生 产成本，又可以减少发电厂脱硫废水的处理成本。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的效果作进一步详细描述。
以天然牡蛎壳废弃物为产品原料，通过分检清洗、加热干燥、酸化造 孔、冲洗干燥工艺，制成活性生物滤料。
1.将收集到的牡蛎壳进行分检清洗，外形长要≥50mm，宽要≥30mm， 壳厚度≥2mm，批量化验牡蛎壳的化学成分是钙含量40%，铁含量27%， 锰含量12%，锌含量8%，锶含量6%，镍含量2.3%，铜含量2.2%，冲 洗干净阴干后备用。
2.将分检好的原料放进干燥室，进行加热处理，加热时间分为升温加 热段和恒温加热段，升温加热段是在50分钟内从常温加热到180℃，恒温 加热段是在180℃加热10分钟。
3.将加热处理后的牡蛎壳放入酸化造孔装置内，(生产用水可采用PH 值为2～4的硫酸水溶液，也可采用发电厂的脱硫废水，)水溶液在装置内 不停的从底部向上流动，流经牡蛎壳时，就会发生化学反应，置换出其表 面的一些钙质，生成硫酸钙、亚硫酸钙、水和二氧化碳，不断向上流动的 水流不断冲洗牡蛎壳，反应、冲洗不断进行，慢慢就会在其表面上形成许 多微孔，生产用水要求是PH值2～4，水的上升流速度为2m/h，牡蛎壳在 池中停留、反应时间是72小时。
4.造孔后的牡蛎壳从装置中取出后用水冲洗干净，放置通风棚内阴干 后，就会制成轻质、表面多微孔、堆积密度小的优质活性生物滤料，其产 品质量指标如下：
①堆积密度：0.4t/m3
②堆积空隙率：90%
③比表面积：1.8×104m2/kg
④平均孔径：80μm
⑤表面孔隙率：40～60%