申请日2003.05.13
公开(公告)日2004.11.24
IPC分类号C02F3/10; B01D39/06
摘要
本发明涉及一种用于废水处理球型煤质微孔生物滤料的制造方法，其特点是用不粘结性煤、弱粘结性煤等为主要原料，添加少量无机液体或有机液体或无机固体与有机液体或无机固体与无机液体的复合粘合剂，经粉碎、造粒、干燥与烧结制备煤质球型多孔生物滤料的方法。由此发明所生产的煤质球型多孔生物滤料专门用于水处理滤料，其性能符合环保水处理要求。该产品的主要质量指标为：比表面积20～100m2/g，平均孔径为5～250μm，视密度0.8～1.2g/cm3，堆积密度0.5～0.8g/cm3，孔隙率30～60%，产品的灰份小于25%。本发明具有原料来源广泛、生产工艺简单、成本低、且产品经使用更换后可作为动力燃料，不产生二次污染等特点。同时可以利用现有水泥厂的生产工艺与设备转产煤质球型多孔生物滤料。
権利要求書
1、一种用于废水处理球型煤质微孔生物滤料的制造方法，其特征在于，它 是由不粘结性或弱粘结性煤为主要原料，经粉碎后，添加少量无机液体或 有机液体或无机固体与有机液体或无机固体与无机液体的复合粘结剂，造 粒、干燥与烧结而成。
2、根据权利要求1说述的一种用于废水处理球型煤质微孔生物滤料的制造 方法，其特征在于，所述的不粘结性煤可选择泥碳或褐煤，弱粘结性煤 可选择烟煤或长焰煤。
3、根据权利要求1所述的一种用于废水处理球型煤质微孔生物滤料的制造 方法，其特征是其中各组分的质量配比如下：煤质原料70～95%，无机 固体粘结剂0～15%，无机或有机的液体粘结剂0～30%。
4、据权利要求1所述的一种用于废水处理球型煤质微孔生物滤料的制造方 法，其特征在于所述的原料煤的煤质选择含灰份小于30%，挥发份大于 20%。
5、根据权利要求1所述的一种用于废水处理球型煤质微孔生物滤料的制造 方法，其特征在于所述的无机固体粘结剂主要为：硼润土、水泥、石灰、 氟硅酸钠、石膏及粘土。
6、根据权利要求1所述的一种用于废水处理球型煤质微孔生物滤料的制造 方法，其特征在于所述的无机固体粘结剂的较佳选择为：氟硅酸钠、石 灰与石膏。
7、根据权利要求1所述的一种用于废水处理球型煤质微孔生物滤料的制造 方法，其特征在于，所述的无机或有机的液体粘结剂为：液体酚醛树脂、 聚乙烯醇溶液、聚乙烯醇缩甲醛溶液、聚醋酸乙烯乳液、硅酸钠溶液、 水玻璃。
8、根据权利要求1所述的一种用于废水处理球型煤质微孔生物滤料的制造 方法，其特征在于，所述的液体粘结剂的较佳选择为：聚乙烯醇缩甲醛 溶液、硅酸钠溶液。
9、根据权利要求1所述的一种用于废水处理球型煤质微孔生物滤料制 造方法，其特征在于，粘结剂为无机液体或有机液体粘结剂时，它包 括以下步骤：
a)按组分的质量配比把不粘结性或弱粘结性煤经粉碎成煤粉后直接加 入到转盘造粒机中，再按配方量加入水和液体粘结剂进行混合造 粒，物料在造粒机中的平均停留时间为10～60分钟;
b)将粒料加入到回转烧成窑中进行干燥与烧结，温度为100℃～600 ℃，时间为0.5～6小时。
10、根据权利要求1、9所述的一种用于废水处理球型煤质微孔生物滤料 制造方法，其特征在于，粘结剂为含有无机固体粘结剂时，步骤a)为： 按组分的质量配比把不粘结性或弱粘结性煤经粉碎成煤粉后与无机固 体粘结剂加入到混合机中，搅拌混合10-60分钟，然后将混合好的的料 加入转盘造粒机中，再按配方量加入水和液体粘结剂进行混合造粒， 物料在造粒机中的平均停留时间为10～60分钟。
说明书
一种用于废水处理球型煤质微孔生物滤料 的制造方法
技术领域
本发明涉及一种用于废水处理球型煤质微孔生物滤料的制造方法，属于废水 处理技术领域。
背景技术
中国是一个水资源匮乏的国家，人均占有量仅为世界人均占有量的四分之 一，而且分布极为不均匀——华北地区和西北地区严重缺水。与此不相适应的是 每年排放的废水量350亿立方米，经过集中处理的城市污水量不到10%。大部分 工业废水虽经过污水治理，但尚未达到国家排放标准。如何解决水体污染已成 为突出问题。曝气生物滤池(Biological Aerated确Filter，简称BAF)处理污水 技术是20世纪90年代初首先在西方发展起来的处理污水新工艺，对解决城市和 工业废水的深度净化治理起到了重要作用。我国在90年代中后期也对该工艺进 行了消化和研发，并开发了“上向流曝气生物滤池”(Up-Flow Biological Aerated Filter，简称UBAF)工艺技术，并已在国内多个污水处理工程中得以应用。制 约该工艺大规模推广应用的关键因素是：轻质、开孔结构、高比表面积、不产生 二次污染的球型生物滤料的生产。近年来国内外大力发展与曝气生物滤池废水 深度治理技术与工艺相配套的生物滤料制造技术，如中国专利CN2387951Y授权 了一种以粘土、页岩为原料，经粉碎、造粒与高温烧结而成的陶粒滤料。该专利 主要缺点为：以粘土、页岩为原料需要经高温烧结才能够得到陶粒滤料，因此单 位产品的能源消耗高;产品的密度大1200～2000kg/m3，导致现有曝气池改造时 基建成本高;表征产品微孔结构的比表面积仅4～10m2/g，作为废水深度处理的 生物滤料时效率低。另外，使用后更换的滤料将成为固体废渣，形成新的二次污 染。中国专利CN-1065603A公告了一种以活性炭、陶土为原料生产水处理用活 性炭复合陶粒的方法。该专利主要缺点为：陶土用量为70～95%，可燃物原料用 量为5～30%，且需要经高温800～1100℃，8～18小时的烧结，因此单位产品的能 源消耗高，且已公开的发明专利文本没有陶粒本身相关的质量指标。同样存在使 用后更换的滤料将成为固体废渣，形成新的二次污染。中国专利CN1380137A 公告了一种以工业废渣粉煤灰、炼钢赤泥为主要原料，以粘土为粘合剂，添加适 量的造孔剂，经混合、造粒与高温烧成制造轻质多孔陶粒的方法。经比较分析同 样存在上述两个专利所共有的缺点与问题。
发明内容
本发明的目的为了克服现有技术的缺点，提供一种以不粘结性或弱粘结性煤 为主要原料，添加少量无机液体粘结剂或有机液体粘结剂或无机固体与有机液体 或无机固体与无机液体的复合粘结剂，粉碎、造粒、干燥与烧结而成的球型多孔 生物滤料及其制造方法。
本发明的方案是：一种用于废水处理球型煤质微孔生物滤料的制造方法是由 不粘结性或弱粘结性煤为主要原料经粉碎后，添加少量无机液体粘结剂或有机液 体粘结剂或无机固体与有机液体或无机固体与无机液体的复合粘结剂，造粒、干 燥与烧结而成。
不粘结性煤可选择泥碳或褐煤。弱粘结性煤可选择烟煤或长焰煤。各组分 的质量配比如下：煤质原料70～95%，无机固体粘结剂0～15%，无机或有机液体粘 结剂0～30%。煤质选择含灰份小于30%，挥发份大于20%。无机固体粘结剂的 选择为：硼润土、水泥、石灰、氟硅酸钠、石膏及粘土，其较佳选择为：氟硅酸 钠、石灰与石膏。无机或有机液体粘结剂的选择为：其中有机粘结剂为：液体酚 醛树脂、聚乙烯醇溶液、聚乙烯醇缩甲醛溶液、聚醋酸乙烯乳液、硅酸钠溶液， 其较佳选择为：聚乙烯醇缩甲醛溶液、硅酸钠溶液。无机液体粘结剂为水玻璃。
一种用于废水处理球型煤质微孔生物滤料的制造方法，当粘结剂为无机液体 或有机液体粘结剂时，它包括以下步骤：
a)按组分的质量配比把不粘结性或弱粘结性煤经粉碎成煤粉后直接加 入到转盘造粒机中，再按配方量加入水和液体粘结剂进行混合造 粒，物料在造粒机中的平均停留时间为10～60分钟;
b)将粒料加入到回转烧成窑中进行干燥与烧结，温度为100℃～600℃， 时间为0.5～6小时。
当粘结剂为含有无机固体粘结剂时，步骤a)为：
按组分的质量配比把不粘结性或弱粘结性煤经粉碎成煤粉后与无机固体粘结剂 加入到混合机中，搅拌混合10-60分钟，然后将混合好的的料加入转盘造粒机中， 再按配方量加入水和液体粘结剂进行混合造粒，物料在造粒机中的平均停留时间 为10～60分钟。
本发明的显著特点表现为下列几个方面，一是以低价值的煤为原料生产具有 较高经济价值的环保产业的产品，实现不可再生资源煤的增值。二是选择可燃物 煤为主要原料，通过选择适宜的配比与生产工艺能够使其产品的灰份小于20%， 由此使得曝气生物滤池更换下来的煤质生物滤料可以单独或配入动力燃料中使 用，从更本上解决了二次污染问题。三是采用本发明所制造的生物滤料其比表面 积高，堆积密度小，可以显著提高曝气生物滤池的效率和降低改造投资。