CN102258913B - 用于曝气生物滤池的低密度陶粒滤料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于曝气生物滤池的低密度陶粒滤料及其制备方法。本发明提供了一种用于曝气生物滤池的低密度陶粒滤料，主要由贵州土、粘土、陶土、宜春土、成孔剂、粘合剂和木炭料制成。本发明还提供了一种低密度陶粒滤料的制备方法。本发明的有益效果是：利用贵州土、粘土、陶土、宜春土、成孔剂、粘合剂、木炭粉为原料，在保持低密度陶粒常规重质滤料具备的比表面积大、表面粗糙和机械强度高等优良的物理性能的同时，更好的降低低密度陶粒滤料的密度，以减少反冲洗时的能耗，并且有利于彻底进行反冲洗，避免在长期运行中出现滤料板结等不良问题，还可大大降低生产成本和废水处理成本，有利于曝气生物滤池工艺的推广与应用。

Description

用于曝气生物滤池的低密度陶粒滤料及其制备方法
技术领域
本发明涉及水处理，尤其涉及水处理中的一种用于曝气生物滤池的低密度陶粒滤料及其制备方法。
背景技术
曝气生物滤池（Biological Aerated Filter，BAF），是将生物接触氧化法与给水过滤相结合的一种好氧生物膜法废水处理工艺，属于生物过滤技术，它主要是利用滤料的拦截和滤料上生物膜的生物降解双重作用将污染物加以去除。
目前，BAF常用工艺有Biostry和Biofor两种工艺，Biofor工艺因采用成本较低的重质滤料而应用较多。目前，用于Biofor工艺的滤料包括陶粒、火山岩、沸石等，而陶粒由于具有比表面积大、表面粗糙、机械强度高、生物亲和性好、稳定性高等优点而广泛应用。但目前市场上的陶粒滤料一般表观密度较高（一般在1.8g/cm3），由此导致BAF反冲洗时能耗较高、反冲洗不彻底等问题，不利于曝气生物滤池工艺的推广和发展。同时，较高密度的陶粒滤料生产成本较高。
因此，在保持常规陶粒滤料优点的基础上，研发新型低密度陶粒滤料，不仅有利于降低BAF的反冲洗能耗、增加反冲洗效果，有助于BAF工艺的推广应用，同时，有利于降低陶粒滤料的生产成本。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种用于曝气生物滤池的低密度陶粒滤料及其制备方法。
本发明提供了一种用于曝气生物滤池的低密度陶粒滤料，主要由贵州土、粘土、陶土、宜春土、成孔剂、粘合剂和木炭料制成。
作为本发明的进一步改进，按重量百分比计算，分别为：贵州土20～30%、粘土10～15%、陶土5～12%、宜春土1～5%、成孔剂10～20%、粘合剂6～15%、木炭料3～15%。
作为本发明的进一步改进，所述低密度陶粒滤料为表面粗糙的球形颗粒状，其粒径为3～6mm。
作为本发明的进一步改进，所述低密度陶粒滤料的粒径为4 mm。
作为本发明的进一步改进，所述低密度陶粒滤料的比重范围为1.2～1.3g/cm3。
作为本发明的进一步改进，所述低密度陶粒滤料的比重范围为1.25g/cm3。
本发明还提供了一种低密度陶粒滤料的制备方法，以贵州土、粘土、陶土、宜春土、成孔剂、粘合剂和木炭料为原料进行以下步骤：
A、       烘干原料，将原料中的贵州土、粘土、陶土和宜春土的水分烘干；
B、        研磨制粉，将步骤A中经烘干的贵州土、粘土、陶土、宜春土和成孔剂、粘合剂、木炭料磨成粉末；
C、        混料配比，按照一定的比例将贵州土、粘土、陶土、宜春土、成孔剂、粘合剂和木炭料混合；
D、       均匀搅拌，加入水进行均匀搅拌；
E、        造粒成型，进行造粒成型，成型球形颗粒状；
F、         高温烧结，形成低密度陶粒滤料。
作为本发明的进一步改进，步骤C具体为：混料配比，按重量百分比计算，按贵州土20～30%、粘土10～15%、陶土5～12%、宜春土1～5%、成孔剂10～20%、粘合剂6～15%、木炭料3～15%混合。
作为本发明的进一步改进，步骤E具体为：造粒成型，通过糖粒机进行造粒成型，成型球形颗粒状。
作为本发明的进一步改进，于步骤E与步骤F之间增加步骤E1，步骤E1为：规格筛分，如符合要求，则进行步骤F，如符合要求，则返回步骤A。
本发明的有益效果是：通过上述方案，利用贵州土、粘土、陶土、宜春土、成孔剂、粘合剂、木炭粉为原料，在保持低密度陶粒滤料具备比较大的比表面积、粗糙的表面、较强的机械强度和合适的密度等优良的物理性能时，更好的降低低密度陶粒滤料的密度，以降低反冲洗时能耗的消耗，减少反冲洗耗水量、缩短反冲洗时间，并且有利于彻底进行反冲洗，避免在长期运行中出现滤料板结等不良问题，还可大大降低生产成本和废水处理成本，有利于曝气生物滤池工艺的广泛推广与应用。
附图说明
图1是本发明一种低密度陶粒滤料的制备方法的流程示意图；
图2是本发明一种用于曝气生物滤池的低密度陶粒滤料与一般陶粒滤料在相同反冲洗气水强度下反冲洗液逐时变化图。
具体实施方式
下面结合附图说明及具体实施方式对本发明进一步说明。
如图1至图2所示，一种用于曝气生物滤池的低密度陶粒滤料，主要由贵州土、粘土、陶土、宜春土、成孔剂、粘合剂和木炭料制成。
按重量百分比计算，分别为：贵州土20～30%、粘土10～15%、陶土5～12%、宜春土1～5%、成孔剂10～20%、粘合剂6～15%、木炭料3～15%。其中的贵州土可以为贵州高岭土，也可以为贵州铝钒土，宜春土可以为宜春高岭土，也可以为宜春铝钒土。
所述低密度陶粒滤料为表面粗糙的球形颗粒状，其粒径为3～6mm，并且，所述低密度陶粒滤料为多孔结构，其孔隙率大于60%。
所述低密度陶粒滤料的粒径可以优选为3 mm 、3.5 mm 、4 mm、3.5 mm 、5 mm。
所述低密度陶粒滤料的比重范围为1.2～1.3g/cm3。
所述低密度陶粒滤料的比重范围可以优选为1.21g/cm3、1.22g/cm3、1.23g/cm3、1.24g/cm3、1.25g/cm3。
如图1所示，一种低密度陶粒滤料的制备方法，以贵州土、粘土、陶土、宜春土、成孔剂、粘合剂和木炭料为原料进行以下步骤：
A、       烘干原料，将原料中的贵州土、粘土、陶土、宜春土、成孔剂、粘合剂和木炭料的水分烘干；
B、        研磨制粉，将贵州土、粘土、陶土、宜春土、成孔剂、粘合剂和木炭料磨成粉末；
C、        混料配比，按照一定的比例将贵州土、粘土、陶土、宜春土、成孔剂、粘合剂和木炭料混合；
D、       均匀搅拌，加入水进行均匀搅拌；
E、        造粒成型，进行造粒成型，成型球形颗粒状；
F、         高温烧结，形成低密度陶粒滤料。
步骤C具体为：混料配比，按重量百分比计算，按贵州土20～30%、粘土10～15%、陶土5～12%、宜春土1～5%、成孔剂10～20%、粘合剂6～15%、木炭料3～15%混合。
步骤E具体为：造粒成型，通过糖粒机进行造粒成型，成型球形颗粒状。
并且，可以于步骤E与步骤F之间增加步骤E1，步骤E1为：规格筛分，如符合要求，则进行步骤F，如符合要求，则返回步骤A。
如图1所示，还可以于步骤F之后增加筛分、包装及产品入库。
本发明提供的一种用于曝气生物滤池的低密度陶粒滤料和普通陶粒滤料（表观密度为1.8g/cm3）在相同的反冲洗气水强度（气冲强度为14L/（s·m2），水冲强度3.5L/（s·m2））条件下，考察反冲洗时间对冲洗效果的影响，结果如图2所示。由试验结果可知，在相同反冲洗气水强度和反冲洗时间条件下，采用低密度陶粒滤料的BAF反冲洗出水中SS含量较高。由此可以说明采用低密度陶粒滤料的BAF具有更好的反冲洗效率。
采用本发明中的低密度陶粒滤料BAF对生活污水的处理效果非常稳定，在进水平均COD为260mg/L、NH3-N为39.2mg/L的条件下，出水平均COD仅为44mg/L，NH3-N为4.15mg/L，达到国家一级A标准。
本发明提供的一种用于曝气生物滤池的低密度陶粒滤料的实验效果表如下所示： 
表1 不同进水浓度下污染物去除效果
时间（d） 1 2 3 4 5 6
进水COD（mg/L） 228 266 240 310 285 228
出水COD（mg/L） 50 45 47 44 42 36
COD去除率（%） 78.0 83.1 80.4 85.8 85.3 84.2
进水NH3-N（mg/L） 39.8 38.8 37.3 42.8 39.2 37.3
出水NH3-N（mg/L） 4.6 4.8 3.3 4.1 3.7 4.4
NH3-N去除率（%） 88.4 87.6 91.1 90.4 90.5 88.2
综合上述，本发明提供的一种用于曝气生物滤池的低密度陶粒滤料具有以下优点：
（１）利用贵州土、粘土、陶土、宜春土、成孔剂、粘合剂、木炭粉为原料，可大大降低低密度陶粒滤料的生产成本和废水处理成本，有利于曝气生物滤池工艺的广泛推广与应用。
（２）与现有技术中采用的滤料相比，可以强化反冲洗效果，减少反冲洗气量和水量。
（３）使用该低密度陶粒滤料的曝气生物滤池出水水质较好，在进水COD平均浓度大约为260mg/L时，COD去除率在80%左右，出水COD低于50mg/L；在进水NH3-N平均浓度大约为39.2mg/L时，NH3-N去除率在90%左右，出水浓度低于5mg/L，出水满足污水排放GB18918-2002一级A标准。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于曝气生物滤池的低密度陶粒滤料，其特征在于：主要由贵州土、粘土、陶土、宜春土、成孔剂、粘合剂和木炭料制成，按重量百分比计算，分别为：贵州土20～30%、粘土10～15%、陶土5～12%、宜春土1～5%、成孔剂10～20%、粘合剂6～15%、木炭料3～15%，所述低密度陶粒滤料的比重范围为1.2～1.3g/cm3，所述低密度陶粒滤料为多孔结构，其孔隙率大于60%。
2.根据权利要求1所述用于曝气生物滤池的低密度陶粒滤料，其特征在于：所述低密度陶粒滤料为表面粗糙的球形颗粒状，其粒径为3～6mm。
3.根据权利要求2所述用于曝气生物滤池的低密度陶粒滤料，其特征在于：所述低密度陶粒滤料的粒径为4 mm。
4.根据权利要求1所述用于曝气生物滤池的低密度陶粒滤料，其特征在于：所述低密度陶粒滤料的比重范围为1.25g/cm3。
5.一种低密度陶粒滤料的制备方法，其特征在于，以贵州土、粘土、陶土、宜春土、成孔剂、粘合剂和木炭料为原料进行以下步骤：
A、烘干原料，将原料中的贵州土、粘土、陶土和宜春土的水分烘干；
B、研磨制粉，将步骤A中经烘干的贵州土、粘土、陶土、宜春土和成孔剂、粘合剂、木炭料磨成粉末；
C、混料配比，按重量百分比计算，按贵州土20～30%、粘土10～15%、陶土5～12%、宜春土1～5%、成孔剂10～20%、粘合剂6～15%、木炭料3～15%混合；
D、均匀搅拌，加入水进行均匀搅拌；
E、造粒成型，进行造粒成型，成型球形颗粒状；
F、高温烧结，形成孔隙率大于60%的多孔结构的低密度陶粒滤料。
6.根据权利要求5所述低密度陶粒滤料的制备方法，其特征在于，步骤E为：造粒成型，通过糖粒机进行造粒成型，成型球形颗粒状。
7.根据权利要求5所述低密度陶粒滤料的制备方法，其特征在于：于步骤E与步骤F之间增加步骤E1，步骤E1为：规格筛分，如符合要求，则进行步骤F，如符合要求，则返回步骤A。
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