[發(fā)明專利]水處理用懸浮陶粒濾料及其生產(chǎn)方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310239044.5
• 申請日: 2013-06-17
• 公開（公告）號: CN103304241A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陸少鳴;楊立
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: C04B35/622
• 分類號: C04B35/622;C02F3/10
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡茂略

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種水處理用填料，特別涉及一種水處理用的懸浮陶粒濾料及其生產(chǎn)方法，屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

粘土陶粒是一種多孔性輕質(zhì)材料，具有較大的比表面積，空隙率高，穩(wěn)定性好，不含對人體有害成分，價格便宜，近年來廣泛應(yīng)用于水處理中，作為物化處理的過濾介質(zhì)以及生化處理的微生物載體。尤其在曝氣生物濾池中，是目前應(yīng)用最多的一種濾料。采用陶粒濾料進(jìn)行生物處理時，為了提高生物處理的效率，曝氣生物濾池的濾料厚度一般選擇3m以上，但是由于粘土陶粒比重較大，正常的氣水沖洗強(qiáng)度難以將濾料層2m以上的陶粒沖洗至膨脹狀態(tài)，更難以使其流化。因此，當(dāng)含有惰性泥沙的原水進(jìn)入濾池后，一部分顆粒較大的惰性泥沙逐漸在陶粒濾料下層中積累，過濾水頭損失也隨之緩慢升高，濾池的截濾SS的能力也相應(yīng)加強(qiáng)。可見粘土陶粒生物濾池過濾水頭損失存在逐步加快增大的傾向。同時，截留的惰性物質(zhì)難以通過反沖洗將其全部去除，長時間的運(yùn)行下可能導(dǎo)致濾池底部濾料逐步積泥板結(jié)，布水布?xì)獾木鶆蛐噪y以保證，凈水效果逐漸下降。

與粘土陶粒固定床相比，掛膜后的懸浮填料密度接近于水，借助曝氣在水中處于流化狀態(tài)，在氣流、水流的沖刷作用下老化生物膜能及時脫落，保證膜的活性。但是目前采用的懸浮填料均采用塑料材質(zhì)，表面疏水，生物掛膜不夠牢固，反沖洗時生物膜易脫落。用于污水處理時，由于塑料懸浮填料比表面積較小，生物量較少，不足以單獨(dú)完成生物凈化，通常與活性污泥法配合使用；而在在給水生物預(yù)處理工藝中，原水的污染程度往往呈季節(jié)性變化，一些時段原水污染輕微，水中溶解氧充足，無需供氧，但是為了保持塑料懸浮填料的流化狀態(tài)，仍需要較大的曝氣強(qiáng)度，否則懸浮填料或是漂浮水面，或是沉至池底，不能與水流全面混合接觸，故運(yùn)行能耗較大。

發(fā)明內(nèi)容

針對粘土陶粒和塑料懸浮填料的缺點，本發(fā)明提供一種在較低曝氣強(qiáng)度下即能處于微膨脹乃至流化狀態(tài)，在水中的密度與水相近，親水性強(qiáng)，比表面積較大的水處理用懸浮陶粒濾料及其生產(chǎn)方法。

本發(fā)明將頁巖陶粒與懸浮濾料的特點相結(jié)合，制備的懸浮陶粒濾料，在水中的密度與水相近，絕大部分處于液面下懸浮或沉底，在較低曝氣強(qiáng)度下即能處于微膨脹乃至流化狀態(tài)，不易板結(jié)，過濾水頭損失小；該懸浮陶粒濾料外形近似球狀顆粒，質(zhì)量輕，易沖洗，對水流阻力小，布水布?xì)饩鶆颍辉搼腋√樟V料表面帶有正電荷，親水性強(qiáng)；粗糙多孔，比表面積較大，沖洗時表層生物膜不易脫落；該懸浮陶粒濾料機(jī)械強(qiáng)度高，內(nèi)外均勻一致，使用壽命長。

本專利的目的可以通過以下措施實現(xiàn)：

水處理用懸浮陶粒濾料的生產(chǎn)方法：采用頁巖為原料，經(jīng)過破碎機(jī)破碎、烘干、球磨機(jī)制粉、轉(zhuǎn)盤造粒機(jī)造粒后，在回轉(zhuǎn)窯中燒制18～22min，燒制溫度為1100～1300℃；出爐陶粒經(jīng)過自然冷卻后進(jìn)行篩分，選擇8～12mm粒徑，然后在水池內(nèi)維持3～5L/(m².s)曝氣強(qiáng)度下浮選得到漂浮陶粒；即為水處理用懸浮陶粒濾料。

優(yōu)選地，所述破碎機(jī)破碎至粒徑5～20mm。所述烘干是在在干燥箱中100℃條件下干燥4～6小時。所述球磨機(jī)制粉后將頁巖粉進(jìn)行篩分，粒度控制在100目至180目。所述轉(zhuǎn)盤造粒機(jī)造粒的粒徑范圍是5～15mm。

一種水處理用懸浮陶粒濾料，由上述生產(chǎn)方法制得，其表觀密度為0.75～0.95g/cm³，堆積密度為0.4～0.6g/cm³，水浸潤后顆粒密度為0.9～1.1g/cm³；陶粒表面帶有正電荷，按堆積體積計算，比表面積為3×10⁴～7×10⁴m²/m³，筒壓強(qiáng)度≥3Mpa，空隙率為25-30%。

本發(fā)明與粘土陶粒、破碎頁巖陶粒以及塑料懸浮填料相比，具有如下優(yōu)點和有益效果：

1、與粘土陶粒相比，懸浮陶粒的水浸潤顆粒密度與水的密度十分接近，在較低曝氣強(qiáng)度下即能處于微膨脹乃至流化狀態(tài)，不易板結(jié)，過濾水頭損失小，僅需要?dú)鉀_洗即可實現(xiàn)生物濾池的沖洗目標(biāo)，而且需要?dú)鉀_洗強(qiáng)度比粘土陶粒生物濾池降低1/3～1/2，運(yùn)行節(jié)能降耗。而且懸浮頁巖陶粒質(zhì)地比較均勻，機(jī)械強(qiáng)度高，內(nèi)外均勻一致，破碎率與磨損率較低。

2、與破碎頁巖陶粒相比，懸浮陶粒外形近似球形顆粒，孔隙率較大，布水布?xì)饩鶆颍瑢S的截濾作用大幅度下降，水頭損失小且增長緩慢，可以大幅度提高濾速，利于生物濾池回流，沖洗能耗大幅降低，占地減少。球形懸浮陶粒選擇8～12mm粒徑，也易于在出水堰設(shè)置濾網(wǎng)攔截，防止濾料流失，從而實現(xiàn)懸浮陶粒微膨脹乃至流化運(yùn)行。