[發明專利]一種生態珠及其制備方法

在審

• 申請號: 201811020399.4
• 申請日: 2018-09-03
• 公開（公告）號: CN109020600A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 劉飛;華南;王志農
• 申請（專利權）人: 深圳市綠洲生態科技有限公司
• 主分類號: C04B38/02
• 分類號: C04B38/02;C04B33/13;C04B33/04
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產權代理有限公司 51230
• 代理人: 劉東

本發明公開了一種生態珠及其制備方法，一種生態珠，由陶土、黏土、頁巖、莫來石和添加劑燒結而成，配比為：30?40％陶土、22?45％黏土、10?20％頁巖、8?18％莫來石、0.38?0.85％添加劑；添加劑由0.3?0.6％Ca(OH)₂、0.05?0.1％FeSO₄、0.01?0.05％CuSO₄、0.01?0.05％ZnSO₄、0.01?0.05％MnSO₄組成。本發明利用黏土高溫急劇收縮的特性，使得燒結后形成骨架結構的生態珠，強度高，且形成大孔徑孔隙，孔隙之間延伸貫通，可提高對水流沖擊負荷的適應能力，加快有機污染物的降解，同時可為微生物提供礦質元素，增加微生物的數量和種類。

技術領域

本發明屬于污水處理生物填料制備技術領域，具體涉及一種生態珠及其制備方法。

背景技術

填料是生物膜載體，是生物膜法處理工藝的關鍵部分，填料的好壞直接影響生物處理的效果，生物營養陶粒是一種新型的生物膜載體濾料，具有質輕、比表面積大、吸附能力強等優點。現有陶粒可分為鍛燒型和非鍛燒型兩類，其中鍛燒型又可分為燒脹型及燒結型兩種。在一定的溫度條件下，陶粒胚料能軟化產生適當的粘度，在外力作用下可產生塑性形變，在胚料軟化的同時，陶粒內部能產生一定的氣體，促使其膨脹變形。陶粒的膨脹性是兩者共同作用的結果，如果胚料表面粘度過大，液相將束縛氣體外逸導致陶粒膨脹性能不夠，如果氣體的膨脹力過大，會導致氣體沖破陶粒表面形成連通性孔從而破壞陶粒結構。

現有生物陶粒通常內部呈蜂窩狀，孔隙率高，強度低，并且孔徑小，孔隙之間不連通，對水流沖擊負荷的適應能力差。另外，現有生物陶粒礦質元素匱乏，造成生物膜量薄易脫落、生物量少、生物種類單一等問題。

發明內容

本發明的目的在于：針對上述現有生物陶粒強度低，以及因孔徑小、孔隙之間不連通而導致其作為污水處理生物填料時，對水流沖擊負荷的適應能力差的問題，本發明提供一種生態珠及其制備方法，該生態珠為骨架結構，且孔徑大，孔隙之間延伸貫通，并可為微生物提供礦質元素，與現有生物陶粒相比，無論是結構還是性能上均存在較大的差異，因此，申請人將其定義為“生態珠”，可作為一種的新的污水處理生物填料，以取代生物陶粒。

本發明采用的技術方案如下：

一種生態珠，由陶土、黏土、頁巖、莫來石和添加劑燒結而成。

黏土是含沙粒很少、有黏性的土壤，水分不容易從中通過而具有較好的可塑性，黏土是由多種礦物混合而成的，沒有固定的熔點，而是在一定的溫度范圍內逐漸軟化。黏土在加熱煅燒的過程中，其低共熔物質開始熔化，液相出現并逐漸增加，填充在固體顆粒之間，由于液相表面張力的作用，使得未熔顆粒進一步靠攏，引起體積急劇的收縮，氣孔率下降，密度提高，當溫度繼續升高時，收縮將不斷增大至最大值，氣孔率降至最小值，密度達到最大值，黏土完全燒結。

本發明以陶土為主要原料，配以黏土，添加劑選擇受熱分解產生氣體的無機鹽類，在后續燒結過程中，黏土急劇收縮，氣孔率降低至最小值，將對添加劑受熱分解產生的氣體產生阻礙，使得孔隙傾向于在陶土內形成，并且，由于黏土對陶土具有較好的結合力，使得黏土收縮時，帶動陶土移動，形成大的孔隙，這樣燒結形成的生態珠中，黏土作為骨架，孔隙率非常低，且孔徑小，顯著提高強度，而骨架之間則填充陶土，且陶土內的孔隙率高，孔徑大，孔隙之間延伸貫通，在用作污水處理生物填料時，可提高對水流沖擊負荷的適應能力，并有利于污水、氧氣、生物膜之間充分接觸，加快有機污染物的降解。此外，配方中還添加有頁巖和莫來石，頁巖是由黏土物質硬化形成的微小顆粒，是黏土巖的一種，主要由粒徑小于0.0039mm的細顆粒物質組成并含有大量黏土礦物的沉積巖，這些細顆粒物質均勻分布在陶土和黏土中，進一步提高強度，莫來石是一種優質的耐火材料，提高耐溫性，從而可在高溫下燒結。