CN102603359A - 粉煤灰生物滤料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种粉煤灰生物滤料及其制备方法；该粉煤灰生物滤料的原料组成及质量百分比为：粉煤灰86%～95%，粘土质煤矸石3%～10%，粘结剂0.5%～10%，膨胀剂1%～3%；本发明的粉煤灰生物滤料的制备方法，包括以下步骤：1）将粉煤灰破碎、磨细，然后将粉煤灰、粘土质煤矸石、粘结剂和膨胀剂按比例计量混合；2）往混合物中加水并搅拌均匀后，使其成核、成球，形成生料球；3）将生料球送入烧结设备中烧结，制得粉煤灰生物滤料。本发明添加了粘结剂、膨胀剂，填补增强了粉煤灰的活性，增强了滤料强度，使滤料比表面积高、孔隙率高，并且上述原料完全是固体废弃物，达到了废物回收利用的目的，使滤料制备成本低廉。
Description
技术领域
本发明涉及一种曝气生物滤池用人造环保滤料，具体涉及一种粉煤灰生物滤料及其制备方法。
背景技术
曝气生物滤池是一种将生物氧化机理与深床过滤机理有机结合的新型生物污水处理技术，近年作为核心设施广泛应用在AB法、AO法、A/A/O法、SBR法、氧化沟法、一体化池法等污水治理工艺中，也可单独使用。滤料在曝气生物滤池中的作用至关重要，自法国CGF公司所属的OTV公司首次开发曝气生物工艺以来，即采用一种新型圆形粒状滤料（即人造陶粒），该料一方面提供微生物生长的场所，另一方面可以截留污水中的SS和剩余污泥，因而滤料的质量直接影响到曝气生物滤池中微生物降解有机物性能的优劣并影响到污水厂的处理成本。
现有的曝气生物滤池用滤料包括粘土陶粒、浮石、石英砂等，其中以粘土陶粒的性能为最好，粘土陶粒滤料一般采用粘土、粉煤灰（炉渣）和内燃剂（煤粉）混合烧制而成，但是，粘土陶粒比表面积低、孔隙率不高，并且粘土为不可再生资源，原料来源有限，并且成本较高。公开号为CN102060457A的专利文献公开了一种利用废弃粉煤灰和煤矸石制备曝气生物滤池滤料的方法，该方法采用煤矸石作为粉煤灰烧结陶粒的内燃剂和粘结剂，可以替代现有的粘土陶粒；但是，该方法制备的滤料比表面积仍然较低、孔隙率也不高，并且其中为了增强滤料强度而添加的外加剂是不可再生资源，没达到完全采用固体废弃物的目的；另外，该方法使生料球在100℃和200℃下蒸发水分，容易出现生料球炸球、爆皮现象，影响成品滤料的孔隙率，该方法的烧结温度为1000℃以上，滤料表面会产生硬壳，不利于生物细菌生长。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种粉煤灰生物滤料及其制备方法，得到粉煤灰生物滤料比表面积高、孔隙率高，并且完全采用固体废弃物制备，成本低。
本发明公开了一种粉煤灰生物滤料，该粉煤灰生物滤料的原料组成及质量百分比为：
粉煤灰 86%～95%
粘土质煤矸石 3%～10%
粘结剂 0.5%～10%
膨胀剂 1%～3%。
进一步，所述粘土质煤矸石的含碳质量百分比为10%以上，粒径小于120目；
进一步，所述粘结剂由城市污泥、淤泥、电解灰、矿渣、钢渣和磁选污泥中的一种或多种组成；
进一步，所述膨胀剂由城市铝粉、木屑和动植物发泡剂中的一种或多种组成。
本发明还公开了一种粉煤灰生物滤料的制备方法，包括以下步骤：
1）将粉煤灰破碎、磨细，然后将粉煤灰、粘土质煤矸石、粘结剂和膨胀剂按比例计量混合；
2）往混合物中加水并搅拌均匀后，使其成核、成球，形成生料球；
3）将生料球送入烧结设备中烧结，制得粉煤灰生物滤料。
进一步，所述步骤3）中，将生料球送入烧结设备中后，先升温至75~80℃，将生料球烘干至含水质量百分比小于5%，再升温至900~950℃，使生料球在台车行走速度0.4～0.6m/min的条件下烧结。
本发明的有益效果在于：本发明采用粘土质煤矸石作为粉煤灰烧结陶粒的内燃剂和粘结剂，并且添加了粘结剂、膨胀剂，填补增强了粉煤灰的活性，增强了滤料强度和增大了滤料比表面积，使得到的粉煤灰生物滤料比表面积高、孔隙率高，并且上述原料完全是固体废弃物，达到了废物回收利用的目的，使滤料制备成本低廉；另外，本发明采用低温干燥和低温慢烧的烧结工艺，减少了生料球的炸球、爆皮现象，保证滤料均匀烧透，提高了成品滤料的质量和孔隙率，并且滤料表面不会产生硬壳，利于生物细菌生长。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：
图1为本发明的粉煤灰生物滤料的烧结温度曲线。
具体实施方式
以下将参照附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
实施例1
本实施例的粉煤灰生物滤料的原料组成及质量百分比为：
粉煤灰 86%
粘土质煤矸石 3%
粘结剂 10%
膨胀剂 1%。
本实施例中，所述粘土质煤矸石的含碳质量百分比为10%以上，粒径小于120目；煤矸石是采煤、掘进、洗煤过程中排出的固体废弃物，本发明采用含碳质量百分比为10%以上和粘土质性质的煤矸石，通过磨细增加其活性，作为粉煤灰烧结陶粒的内燃剂和粘结剂。
本实施例中，所述粘结剂由城市污泥、淤泥、电解灰、矿渣、钢渣和磁选污泥中的一种或多种组成；粘结剂填补增强了粗颗粒粉煤灰的活性，增强了滤料强度。
本实施例中，所述膨胀剂由城市铝粉、木屑和动植物发泡剂中的一种或多种组成；膨胀剂在烧结过程中膨胀，进一步增加了滤料的微孔，增大了滤料的孔隙率，增大了滤料比表面积，使得到的滤料成品比表面积高、孔隙率高。
上述粘土质煤矸石、粘结剂和膨胀剂完全是固体废弃物，可根据滤料的使用性能要求以及固体废弃物资源配置情况选择调配。
本实施例的粉煤灰生物滤料的制备方法，包括以下步骤：
1）将粉煤灰破碎、磨细，然后将粉煤灰、粘土质煤矸石、粘结剂和膨胀剂按比例计量混合；
2）往混合物中加水并搅拌均匀后，使其成核、成球，形成生料球；
3）将生料球送入烧结设备中烧结，制得粉煤灰生物滤料。
本实施例中，所述步骤3）中，将生料球送入烧结设备中后，先升温至75~80℃，将生料球烘干至含水质量百分比小于5%，再升温至900~950℃，使生料球在台车行走速度0.4～0.6m/min的条件下烧结，其烧结温度曲线如图1所示；75~80℃的低温干燥减少了生料球的炸球、爆皮现象，提高了成品滤料的质量和孔隙率，900~950℃的低温慢烧保证滤料均匀烧透，并且滤料表面不会产生硬壳，利于生物细菌生长。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于：本实施例的粉煤灰生物滤料的原料组成及质量百分比为：
粉煤灰 88.5%
粘土质煤矸石 10%
粘结剂 0.5%
膨胀剂 1%。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于：本实施例的粉煤灰生物滤料的原料组成及质量百分比为：
粉煤灰 90%
粘土质煤矸石 4%
粘结剂 3%
膨胀剂 3%。
实施例4
本实施例与实施例1的区别在于：本实施例的粉煤灰生物滤料的原料组成及质量百分比为：
粉煤灰 95%
粘土质煤矸石 3%
粘结剂 0.5%
膨胀剂 1.5%。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过参照本发明的优选实施例已经对本发明进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。
Claims (6)
1.一种粉煤灰生物滤料，其特征在于：该粉煤灰生物滤料的原料组成及质量百分比为：
粉煤灰 86%～95%
粘土质煤矸石 3%～10%
粘结剂 0.5%～10%
膨胀剂 1%～3%。
2. 根据权利要求1所述的粉煤灰生物滤料，其特征在于：所述粘土质煤矸石的含碳质量百分比为10%以上，粒径小于120目。
3.根据权利要求1所述的粉煤灰生物滤料，其特征在于：所述粘结剂由城市污泥、淤泥、电解灰、矿渣、钢渣和磁选污泥中的一种或多种组成。
4.根据权利要求1所述的粉煤灰生物滤料，其特征在于：所述膨胀剂由城市铝粉、木屑和动植物发泡剂中的一种或多种组成。
5.权利要求1至4任意一项所述的粉煤灰生物滤料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）将粉煤灰破碎、磨细，然后将粉煤灰、粘土质煤矸石、粘结剂和膨胀剂按比例计量混合；
2）往混合物中加水并搅拌均匀后，使其成核、成球，形成生料球；
3）将生料球送入烧结设备中烧结，制得粉煤灰生物滤料。
6. 根据权利要求5所述的粉煤灰生物滤料的制备方法，其特征在于：所述步骤3）中，将生料球送入烧结设备中后，先升温至75~80℃，将生料球烘干至含水质量百分比小于5%，再升温至900~950℃，使生料球在台车行走速度0.4～0.6m/min的条件下烧结。
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