[發明專利]一種用于水處理的輕質生物載體及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201310304061.2
• 申請日: 2013-07-16
• 公開（公告）號: CN103382098A
• 公開（公告）日: 2013-11-06
• 發明（設計）人: 黃瑞敏;劉欣;文淦斌;黃春梅
• 申請（專利權）人: 廣州市佳境水處理技術工程有限公司
• 主分類號: C04B33/132
• 分類號: C04B33/132;C04B38/06;C04B33/22;C02F3/00;C02F3/10
• 代理公司: 深圳匯智容達專利商標事務所(普通合伙) 44238
• 代理人: 劉新年

技術領域

本發明屬于水處理技術領域，涉及一種用于水處理的輕質生物載體及其制備方法和應用。

背景技術

曝氣生物濾池是一種生物膜法污水處理工藝，該工藝主要采用顆粒填料作為生物膜附著的載體，通過附著在載體上的生物膜及胞外聚合物的吸附截留作用、微生物氧化分解作用實現去除水中污染物。曝氣生物濾池微生物濃度高，集生物氧化和截留懸浮固體一體，具有容積負荷、水力負荷大，水力停留時間短，所需基建投資少，出水水質好等優點。

曝氣生物濾池所用填料，根據其采用原料的不同，可分為無機填料、有機高分子填料，常用的無機填料有：礫石、陶粒、焦炭、石英砂、活性炭、膨脹硅鋁酸鹽、沸石等。有機高分子填料有：聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯PE、各類樹脂，塑料（包括各種泡沫材料），纖維。有機高分子材料由于價格較貴、掛膜性能不佳等原因，在曝氣生物濾池中應用較少。而無機填料由于價格便宜、孔隙率高、比表面積大、機械強度較好等原因，近年來在曝氣生物濾池中得到廣泛應用。特別是陶粒，由于其價廉易得、掛膜性能良好，逐漸成為曝氣生物濾池應用最為普遍的濾料。

但是目前在曝氣生物濾池中應用以及市面上所出售的陶粒填料密度較大，一般為1.5-2.5g/cm³，運行過程中填料易沉積在反應池的底部，隨著曝氣生物濾池運行時間的延長，由于濾料的機械截留、接觸及生物凝聚作用，使無機膠體顆粒不斷地截留在填料的孔隙中間，同時，曝氣生物濾池的填料之間的間隙由于生物膜不斷地生長和它對脫落生物膜的截留作用會不斷地變小，水頭損失在不斷增加。填料的堵塞，會導致過水量的減少，產生溝流，使出現出水短路，嚴重影響處理效果。同時膜的厚度超過這一范圍時，氧的傳遞速率減小，影響微生物的繁殖，這也將對處理效果產生巨大的影響力。另一方面填料層堵塞后，必須進行反沖洗，利用水或氣的壓力將堵塞板結的填料沖開，利用水力剪切將老化的生物膜和堵塞在填料空隙間的物質反沖出去沖洗過程中，由于現有的陶粒密度大，反沖洗的壓力損失很大，造成了相當大的能耗。與此同時，反沖洗過程中由于要滿足壓力水頭，所以水的剪切力很大，很容易造成沖洗過度，導致有益生物膜脫落，所以反沖洗后一般還存在著出水水質下降的現象。因此，研制出密度較小的輕質生物陶粒成為提高曝氣生物濾池處理效果的關鍵。

而輕質生物載體的研制，主要在于原材料的選擇和內部空隙率的控制。現有的輕質生物陶粒在燒燒制時，多采用化學類造孔劑，價格較貴，造孔效果不佳。因此，現有技術還有待于改進和發展。

發明內容

鑒于上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種用于水處理的輕質生物載體及其制備方法和應用，所述輕質生物載體主要由粘土、淤泥、珍珠巖、造孔劑為原料，經高溫燒結而成。造孔劑采用廢棄生物質材料，價廉易得，且所制得的輕質生物載體具有密度與水接近、表面均勻布滿尖角狀突起、比表面積大、孔隙率高、強度高、穩定性好、易于微生物附著及掛膜等優點，旨在解決現有采用化學類造孔劑作為造孔劑，不僅價格較貴，而且造孔效果不佳的問題。

本發明的技術方案如下：

一種用于水處理的輕質生物載體，其中，所述輕質生物載體的制備原料，按照重量百分比計，包括以下組分：

粘土40%～50%，淤泥20%～30%，珍珠巖20%～30%，生物質造孔劑5%～15%，化學造孔劑1%～2%。

所述的用于水處理的輕質生物載體，其中，所述生物質造孔劑為稻殼、花生殼、木屑中的一種或幾種。

所述的用于水處理的輕質生物載體，其中，所述化學造孔劑可以為MgCO₃。

一種用于水處理的輕質生物載體的制備方法，其中，所述用于水處理的輕質生物載體的制備方法包括以下步驟：

原料干燥：將粘土、淤泥、珍珠巖在太陽下曬干或自然晾干，造孔劑烘干或在太陽下曬干；

混料配比：將原料按粘土40%～50%，淤泥20%～30%，珍珠巖20%～30%，生物質造孔劑5%～15%，化學造孔劑1%～2%的比例混合均勻；

研磨過篩：將配料后的原料送入球磨機研磨成粉料，并過200目篩；

造粒成型：向粉料中加水攪拌均勻，加水量為粉料重量的15%～20%；投入到造粒機中進行造粒；

粒料干燥：將造好的粒料置于陽光下或自然狀態下晾干；

預熱燒結：將干燥好的粒料投入到回轉窯中，燒脹陶化；

出窯后自然冷卻。

所述的用于水處理的輕質生物載體的制備方法，其中，所述粒料的形狀為球形顆粒狀，粒徑為3～8mm。