[發(fā)明專利]基于低壓電瓷廢料的污水處理生物濾料及其制備方法

有效

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• 申請日: 2014-07-07
• 公開（公告）號: CN104058781A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李淑靜;徐娜娜;李遠兵;袁林;張金龍;汪雷
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢科技大學
• 主分類號: C04B38/00
• 分類號: C04B38/00;C04B33/13
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于污水處理生物濾料的技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種基于低壓電瓷廢料的污水處理生物濾料及其制備方法。

背景技術(shù)

低壓電瓷是常用電工陶瓷，普遍被應(yīng)用于低壓輸變電線路中。低壓電瓷材料的使用環(huán)境惡劣，導致其生產(chǎn)工藝十分嚴格，一旦在生產(chǎn)或使用過程中，出現(xiàn)細微裂紋或雜質(zhì)元素含量超標，就會淘汰成為低壓電瓷廢料。我國每年從生產(chǎn)線和低壓輸變電線路上淘汰的低壓電瓷廢料有數(shù)百萬噸，堆積如山，對環(huán)境造成污染，對資源造成浪費。

伴隨著社會發(fā)展，水資源的污染情況愈發(fā)嚴重，據(jù)不完全統(tǒng)計，超過70%的地下水遭受嚴重污染，污水的凈化處理成為亟待解決的問題。污水處理系統(tǒng)中生物濾池是整個系統(tǒng)發(fā)揮污水處理效果最核心的單元，而生物濾池發(fā)揮凈水作用的的關(guān)鍵則是濾料上生長的生物菌群，因此合理的選用濾料是生物濾池設(shè)計過程中的重要環(huán)節(jié)。經(jīng)常用到的傳統(tǒng)濾料有石英砂、活性炭、沸石、陶粒及一些塑料制品（合成纖維、波紋板等）。且現(xiàn)有技術(shù)制備的污水處理濾料體現(xiàn)出強度不夠、耐酸堿性差、再生困難及吸附能力差等一系列技術(shù)缺陷，因此研究和開發(fā)出一種綜合性能優(yōu)異的生物濾料成為污水處理技術(shù)的關(guān)鍵之一。

“一種以河浜淤泥為原料的污水處理濾料及制造方法”（CN 101711931A）公開了一種以河浜淤泥、粉煤灰以及煉鋼赤泥為原料制備生物濾料的方法，達到以廢治廢的目的，但仍然存在缺陷：（1）孔隙率偏低，平均孔徑較小，可容納菌群的空間小；（2）密度及鹽酸可溶率偏大，對濾池造成的沖刷壓力大，并限制其使用壽命。“一種用于制造濾料陶粒的組合物及濾料陶粒制造方法”（CN 103570373A）公開了一種以頁巖、鋁礬土和鐵礦石為原料制備濾料陶粒的方法，該方法生產(chǎn)的濾料陶粒強度大，吸附能力強，但有不足之處：（1）原料為天然礦物，對自然資源消耗巨大；（2）表觀密度偏大，對濾池的負荷偏大；（3）比表面積小，可供菌群的生長空間小。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，目的是提供一種工藝簡單、節(jié)約資源和環(huán)境友好的基于低壓電瓷廢料的污水處理生物濾料的方法；用該法所制備的基于低壓電瓷廢料的污水處理生物濾料的比表面積大、機械強度高、耐磨性好和顯氣孔率高。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：先以40.0~60.0wt%的低壓電瓷廢料、10.0~20.0wt%的粉煤灰、10.0~20.0wt%的葉臘石、5.0~15.0wt%的鐵英巖和5.0~15.0wt%的粘土為原料，在每噸原料中加入500~1000L的造孔劑，混合，再外加所述原料2.0~5.0wt%的結(jié)合劑和15.0~25.0wt%的水，造粒成型；然后在80~140℃條件下干燥24~48h，在800~1200℃條件下保溫2~12h，即得基于低壓電瓷廢料的污水處理生物濾料。

所述低壓電瓷廢料的粒徑小于0.074mm；低壓電瓷廢料的主要化學成分是：Al₂O₃含量≥24.0wt%，SiO₂含量≥70.0wt%，K₂O含量≤3.0wt%，F(xiàn)e₂O₃含量≤2.4wt%。

所述葉臘石的粒徑小于0.088mm；葉臘石的主要化學成分是：Al₂O₃含量≥19.7wt%，SiO₂含量≥65.0wt%，K₂O含量≤0.6wt%，TiO₂含量≤0.2wt%，灼減率≤6.0wt%。

所述粉煤灰的粒徑小于0.088mm；粉煤灰的主要化學成分是：Al₂O₃含量≥16.0wt%，SiO₂含量≥30.0wt%，K₂O含量≤1.0wt%，F(xiàn)e₂O₃含量≤1.6wt%，灼減率≤50.0wt%。

所述鐵英巖的粒徑小于0.074mm；鐵英巖的主要化學成分是： SiO₂含量≥73.0wt%，F(xiàn)e₂O₃含量≥20.0wt%，灼減率≤5.0wt%。