CN112174294A - 一种污水深度处理用复合填料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种污水深度处理用复合填料的制备方法，包括以下步骤：步骤S01、准备原料；步骤S02、原料预处理；步骤S03、混合原料；步骤S04、造球；步骤S05、干燥；步骤S06、冷却，本发明所提供的填料具有强化生物反硝化功能，将物理吸附、化学交换以及自养和异养生物反硝化等途径有机结合到一起，并能满足长期使用要求，可以实现水中含氮物质的高效去除。
Description
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，尤其涉及一种污水深度处理用复合填料的制备方法。
背景技术
水中含氮污染物的去除是目前我国水处理中难点之一，其中生物反硝化是从水中彻底去除含氮物质的主要途径。实际工程中用的生物反硝化工艺主要包括悬浮态生长的活性污泥法和附着态生长的生物膜法，涉及到的作用机理包括异养生物反硝化、自然生物反硝化、厌氧氨氧化、短程硝化反硝化等基本机制。水处理需要依托具体处理过程中基本作用条件，优化生物作用过程，使生物脱氮的一种或多种作用机制发生作用，从而实现生物脱氮的目的。
除了生物脱氮外，部分水处理材料也对水中的氨氮、硝酸盐氮、有机氮等含氮物质具有一定的吸附去除效果，并且可以兼作为生物膜附着材料。近年来由于在作用功能的强化、作用形式的灵活等方面具有较明显的优点，利用生物膜法进行深度脱氮逐渐受到人们的广泛关注。生物膜法的脱氮效能与原水水质、填料特性具有较明显的相关性，良好的生物填料是强化生物膜法脱氮效能的关键。开发新型的具有强化生物反硝化功能的水处理用复合填料，将物理吸附、化学交换以及自养和异养生物反硝化等途径有机结合到一起，并能满足长期使用要求，可以实现水中含氮物质的高效去除。
发明内容
本发明的目的在于开发新型的具有强化生物反硝化功能的水处理用复合填料，将物理吸附、化学交换以及自养和异养生物反硝化等途径有机结合到一起，并能满足长期使用要求，可以实现水中含氮物质的高效去除，从而提供一种污水深度处理用复合填料的制备方法。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种污水深度处理用复合填料的制备方法，包括以下步骤：
步骤S01、准备原料：选用质量分为10～20份硫化铁、1～20份煤焦油、40～45份给水厂污泥、40～45份粉末活性炭和0.05～0.1份碳酸氢钠；
步骤S02、原料预处理：将步骤S01中的硫化铁和活性炭通过粉碎机进行粉碎；通过脱水机对给水厂污泥进行脱水处理，降低给水厂污泥含水率；将碳酸氢钠溶于水中，制作成碳酸氢钠溶液；
步骤S03、混合原料：将步骤S02中预处理后的原料放入搅拌装置进行混合，并搅拌均匀；
步骤S04、造球：将步骤S03中的混合物通过造球机制备成一定粒径的球状颗粒，并进行晾干处理；
步骤S05、干燥：将步骤S04中晾干后的球状颗粒加热干燥，并高温稳定处理一段时间；
步骤S06、冷却：将步骤S05中干燥稳定后的球状颗粒经冷却后制备为成品。
进一步的，在步骤S02中，硫化铁和粉末活性炭粉碎目数为100～120目；通过离心脱水机将给水厂污泥含水率控制在80％～85％；碳酸氢钠溶液浓度控制在5％～10％。
进一步的，在步骤S31中，搅拌装置的搅拌速度控制在30～80转/min，混合时间10～20min。
进一步的，在步骤S04中，所制备出球状颗粒的粒径控制在1.5～3.0mm，并在自然通风条件下晾干至含水率低于80％。
进一步的，在步骤S05中，高温稳定处理的温度为500～550℃，时间为45～60min。
进一步的，在步骤S06中，采用纯水喷淋方式按照1:1体积进行冷却。
有益效果：与现有水处理填料及制备方法相比，本发明具有以下显著优点：
1)本发明通过将优选的几种水处理常用材料通过简单的合成方法形成较好水力特性、净化效能、微生物附着性能的复合水处理填料，有利于在水处理中广泛应用；
2)本发明所提供的合成方法，制备过程和条件简单，且为单纯的物理加热过程，可以方便满足实际生产的需要。
3)本发明所合成的水处理填料中含有硫化铁成分，可通过使用过程中硫离子、铁离子的溶出来强化微生物的自养生物反硝化过程。
4)本发明所提供的填料组分中添加了少量的碳酸氢钠，并且在合成过程中通过加热生成二氧化碳气体，从填料中释放出来，并且形成孔径介于0.01～0.1mm的孔道结构，从而有利于填料使用过程中微生物的附着、污染物和代谢产物的进出，有效强化了生物脱氮效能。
5)本发明合成填料所选择的成分中选择了给水厂生产过程中所产生的污泥，实现了废物的资源化利用，同时又可有效利用给水厂污泥残留的铝或铁离子来强化对水中污染物的去除。
6)本发明合成填料中所选择的各成分中针对颗粒粒径进行了充分优化，可以有效保障填料颗粒间的间隙，从而进一步为微生物的滋生、污染物的传质提供基本的基础条件，从而强化水中含氮污染物的去除效能。
7)本发明所合成的水处理填料在选料过程、合成过程进行了充分优化，从而确保所合成填料综合了吸附作用、离子交换作用、絮凝作用，并可为反硝化微生物提供附着的场所，而针对填料成分组成、颗粒粒径以及孔隙孔径等方面的优化，切实实现了物理、物化与生物作用过程的有机协同：即通过物理吸附将待处理水中的有机物汇集到填料上、通过物化或离子交换作用将硝酸盐和氨氮转移到填料上，加之本身通过溶解而释放的硫离子和铁离子，填料上附着的微生物利用上述物质来完成生物反硝化作用，实现对水中含氮物质、有机物的同步去除。
8)本发明所提供的填料具有较好的再生效能，填料中硫、铁等物质会随着使用而有一定程度的损耗，损耗到一定程度后可通过硫化钠、氯化铁等物质的添加来完成填料的再生。
9)本发明所提供的填料合成过程的冷却步骤，采用纯水喷淋急速冷却，即确保了填料较高的孔隙率，同时又不会带来杂质，为后续使用创造了良好的条件。
附图说明
图1为本发明制备工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
结合图1所示的一种污水深度处理用复合填料的制备方法，包括以下步骤：
步骤S01、准备原料：选用质量分为10份硫化铁、1份煤焦油、40份给水厂污泥、40份粉末活性炭和0.05份碳酸氢钠；
步骤S02、原料预处理：将步骤S01中的硫化铁和活性炭通过粉碎机进行粉碎，且粉碎目数为粉碎目数为100目；
通过离心脱水机对给水厂污泥进行脱水处理，将给水厂污泥含水率控制在80％；将碳酸氢钠溶于水中，制作成浓度为5％的碳酸氢钠溶液；
步骤S03、混合原料：将步骤S02中预处理后的原料放入搅拌装置进行混合，并搅拌均匀，搅拌装置的搅拌速度控制在30转/min，混合时间10min：
步骤S04、造球：将步骤S03中的混合物通过造球机制备成粒径为在1.5mm的球状颗粒，并在自然通风条件下晾干至含水率低于80％；
步骤S05、干燥：将步骤S04中晾干后的球状颗粒加热干燥，并在500℃环境中加热稳定45min；
步骤S06、冷却：将步骤S05中干燥稳定后的球状颗粒经采用纯水喷淋方式按照1:1体积进行冷却，冷却后制备为成品。
实施例二：
一种污水深度处理用复合填料的制备方法，包括以下步骤：
步骤S01、准备原料：选用质量分为20份硫化铁、20份煤焦油、45份给水厂污泥、45份粉末活性炭和0.1份碳酸氢钠；
步骤S02、原料预处理：将步骤S01中的硫化铁和活性炭通过粉碎机进行粉碎，且粉碎目数为粉碎目数为120目；
通过离心脱水机对给水厂污泥进行脱水处理，将给水厂污泥含水率控制在85％；将碳酸氢钠溶于水中，制作成浓度为10％的碳酸氢钠溶液；
步骤S03、混合原料：将步骤S02中预处理后的原料放入搅拌装置进行混合，并搅拌均匀，搅拌装置的搅拌速度控制在80转/min，混合时间20min：
步骤S04、造球：将步骤S03中的混合物通过造球机制备成粒径为在3.0mm的球状颗粒，并在自然通风条件下晾干至含水率低于80％；
步骤S05、干燥：将步骤S04中晾干后的球状颗粒加热干燥，并在550℃环境中加热稳定60min；
步骤S06、冷却：将步骤S05中干燥稳定后的球状颗粒经采用纯水喷淋方式按照1:1体积进行冷却，冷却后制备为成品。
实施例三：
一种污水深度处理用复合填料的制备方法，包括以下步骤：
步骤S01、准备原料：选用质量分为15份硫化铁、10份煤焦油、43份给水厂污泥、43份粉末活性炭和0.08份碳酸氢钠；
步骤S02、原料预处理：将步骤S01中的硫化铁和活性炭通过粉碎机进行粉碎，且粉碎目数为粉碎目数为110目；
通过离心脱水机对给水厂污泥进行脱水处理，将给水厂污泥含水率控制在83％；将碳酸氢钠溶于水中，制作成浓度为8％的碳酸氢钠溶液；
步骤S03、混合原料：将步骤S02中预处理后的原料放入搅拌装置进行混合，并搅拌均匀，搅拌装置的搅拌速度控制在55转/min，混合时间15min：
步骤S04、造球：将步骤S03中的混合物通过造球机制备成粒径为在2.3mm的球状颗粒，并在自然通风条件下晾干至含水率低于80％；
步骤S05、干燥：将步骤S04中晾干后的球状颗粒加热干燥，并在525℃环境中加热稳定53min；
步骤S06、冷却：将步骤S05中干燥稳定后的球状颗粒经采用纯水喷淋方式按照1:1体积进行冷却，冷却后制备为成品。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (6)
1.一种污水深度处理用复合填料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤S01、准备原料：选用质量分为10～20份硫化铁、1～20份煤焦油、40～45份给水厂污泥、40～45份粉末活性炭和0.05～0.1份碳酸氢钠；
步骤S02、原料预处理：将步骤S01中的硫化铁和活性炭通过粉碎机进行粉碎；通过脱水机对给水厂污泥进行脱水处理，降低给水厂污泥含水率；将碳酸氢钠溶于水中，制作成碳酸氢钠溶液；
步骤S03、混合原料：将步骤S02中预处理后的原料放入搅拌装置进行混合，并搅拌均匀：
步骤S04、造球：将步骤S03中的混合物通过造球机制备成一定粒径的球状颗粒，并进行晾干处理；
步骤S05、干燥：将步骤S04中晾干后的球状颗粒加热干燥，并高温稳定处理一段时间；
步骤S06、冷却：将步骤S05中干燥稳定后的球状颗粒经冷却后制备为成品。
2.根据权利要求1所述的一种污水深度处理用复合填料的制备方法，其特征在于:在步骤S02中，硫化铁和粉末活性炭粉碎目数为100～120目；通过离心脱水机将给水厂污泥含水率控制在80％～85％；碳酸氢钠溶液浓度控制在5％～10％。
3.根据权利要求1所述的一种污水深度处理用复合填料的制备方法，其特征在于:在步骤S31中，搅拌装置的搅拌速度控制在30～80转/min，混合时间10～20min。
4.根据权利要求1所述的一种污水深度处理用复合填料的制备方法，其特征在于:在步骤S04中，所制备出球状颗粒的粒径控制在1.5～3.0mm，并在自然通风条件下晾干至含水率低于80％。
5.根据权利要求4所述的一种污水深度处理用复合填料的制备方法，其特征在于:在步骤S05中，高温稳定处理的温度为500～550℃，时间为45～60min。
6.根据权利要求1所述的一种污水深度处理用复合填料的制备方法，其特征在于:在步骤S06中，采用纯水喷淋方式按照1:1体积进行冷却。
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