[發明專利]一種新型輕質高孔隙率陶瓷濾料及其制備方法

有效

• 申請號: 202011508583.0
• 申請日: 2020-12-18
• 公開（公告）號: CN112608130B
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 周科
• 申請（專利權）人: 天津大學;華北水利水電大學
• 主分類號: C04B33/132
• 分類號: C04B33/132;C04B33/135;C04B33/13;C04B33/32;C04B41/85;C04B38/06;C04B38/02;C04B38/08;C02F3/02;C02F101/16
• 代理公司: 北京睿智保誠專利代理事務所(普通合伙) 11732
• 代理人: 周新楣

本發明涉及污水處理技術領域，本發明公開了一種新型輕質高孔隙率陶瓷濾料及其制備方法。以粉煤灰漂珠、煤矸石、硅藻土為骨料，以羥甲基纖維素為粘結劑并輔以白云石粉、造孔劑、石灰石制備陶瓷濾料，并在陶瓷濾料表面附著碳納米纖維。該濾料納污能力強，濾料利用率高，水頭損失增加緩慢，在同樣條件下濾速可達16m/h,工作周期24h以上，周期產水量達800?1000m³/m³，是石英砂濾料的1.5?2倍。

技術領域

本發明涉及污水處理技術領域，尤其涉及一種新型輕質高孔隙率陶瓷濾料及其制備方法。

背景技術

曝氣生物濾池是近年來受到廣泛關注的污水處理技術，是集生物降解、固液分離于一體的污水處理設施，具有占地面積小、處理效率高、運行管理方便等特點，主要是依靠濾料上固定生長的微生物來分解有機物，并對氨氮進行硝化。因此，凡影響微生物生長代謝活性的因素都會影響到生物處理的凈化效果，如進水水質、水溫、pH、濾料類型、結構特點和濾料比表面積等。

但眾多影響因素中，其核心是濾料性能，濾料的特性如何在一定程度上決定了曝氣生物濾池的處理成效，因此濾料的性能至關重要。陶粒作為濾料的一種，具有材料低廉易得、比表面積大、孔隙率大、化學和物理穩定性好等優點，適合在我國推廣。但是，就目前我國陶瓷濾料使用情況看，存在以下問題：陶粒磨損破碎率較高、易掉沫，堵塞濾池，影響過濾周期和出水水質；顆粒不規則，水流阻力較大，影響水力停留時間；現有陶粒大部分為粘土和頁巖等，性能不穩定；表面結構缺乏合理的粗糙度，陶粒表面容易結釉，不利于增加比表面積。

因此，如何提供一種新型輕質高孔隙率陶瓷濾料及其制備方法，是本領域技術人員亟需解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種新型輕質高孔隙率陶瓷濾料，該陶瓷濾料比重輕，具有較大的粒徑，利于曝氣生物濾池反沖洗，并且燒結溫度較低。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種新型輕質高孔隙率陶瓷濾料，包括以下重量份數的原料：粉煤灰漂珠30-40份、煤矸石20-30份、硅藻土15-25份、羥甲基纖維素20-30份、白云石粉6-9份、造孔劑2-3份、石灰石8-10份、碳納米纖維6-8份。

優選的，所述造孔劑為米糠。

優選的，所述碳納米纖維的長度為50-100μm，直徑為30-50nm。

本發明的另一目的在于提供一種新型輕質高孔隙率陶瓷濾料的制備方法。本發明采用如下技術方案：

一種新型輕質高孔隙率陶瓷濾料的制備方法，包括以下制備步驟：

(1)按比例稱取上述各原料；

(2)將步驟(1)稱取的原料進行混合后進行球磨，球磨后過200目篩；

(3)將步驟(2)過篩后的混合料在研缽中加水制成具有可塑性的泥料，再制備成粒徑為5-8mm的小球；

(4)將步驟(3)制備的小球放置在干燥箱中以50-60℃恒溫干燥1-2h；

(5)將步驟(4)干燥后的樣品進行分解、燒結；

(6)將步驟(5)燒結完成后的樣品表面附著一層碳納米纖維。

優選的，所述步驟(5)中的燒結，在530-850℃分解1-2h，在1170-1200℃燒結3-4h。

優選的，所述步驟(6)采用高壓靜電技術進行碳納米纖維的種植。

經由上述的技術方案可知，與現有技術相比，本發明公開提供了一種新型輕質高孔隙率陶瓷濾料及其制備方法，有益效果如下：