[發明專利]一種脫氮除磷免燒陶粒及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202210018307.9
• 申請日: 2022-01-07
• 公開（公告）號: CN114315293B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 王貴國;張華;張建華;谷朝陽;孫志超;付青云
• 申請（專利權）人: 中車唐山機車車輛有限公司
• 主分類號: C04B28/06
• 分類號: C04B28/06;C04B38/00;C04B20/10;C04B18/08;C04B20/02;C04B18/24;C02F3/28;C02F3/10;C02F3/30;C04B111/40
• 代理公司: 河北國維致遠知識產權代理有限公司 13137
• 代理人: 龐玉凈

本發明涉及水處理技術領域，具體公開一種脫氮除磷免燒陶粒及其制備方法和應用。所述脫氮除磷免燒陶粒包括如下質量百分含量的組分：稀土改性粉煤灰65％～75％，改性玉米芯5％～15％，造孔劑1％～5％和水泥基粘結劑10％～20％。本發明選擇稀土改性粉煤灰作為主要原料，可有效吸附污水中的陰離子，使得免燒陶粒的除磷效果明顯增強；同時，加入高分子聚合物包覆改性玉米芯作為緩釋碳源，強化微生物的脫氮效果，還能作為纖維增強材料抑制免燒陶粒的開裂和收縮，提高免燒陶粒的整體強度和耐久性，將其作為反硝化濾池的濾料，能夠同時達到釋放碳源強化反硝化脫氮和吸附除磷的效果，具有較高的推廣應用價值。

技術領域

本發明涉及水處理技術領域，尤其涉及一種脫氮除磷免燒陶粒及其制備方法和應用。

背景技術

農村地區的生活污水處理在新農村建設中具有非常重要的作用，常規的處理工藝一般是化糞池后續接污水處理工藝，如序批式污水處理系統(SBR)、連續流硝化反硝化反應器(A/O)或接觸氧化反應器等。近年來，隨著人們飲食消費結構的變化，導致生活污水中含氮污染物濃度越來越高，且由于洗菜水、洗浴水等大量低濃度原水的混入，導致生活污水中碳源不足，因此，農村生活污水趨向于形成高氮低碳的特點。基于上述問題，在現有常規生化處理的末端增加以反硝化濾池為代表的脫氮工藝越來越多。但是，此工藝需要額外增加設備投資，而且微生物的繁殖易受碳源不足以及溫度、停留時間、pH等眾多因素的限制，處理穩定性差，實際應用受到較大限制。

吸附法由于具有占地面積小、工藝簡單、效果穩定、產生污泥量少、操作方便等優點受到了人們的廣泛關注。現有技術中已有采用粉煤灰等原料制備免燒陶粒的方法，但是現有以粉煤灰為原料制備的免燒陶粒用于高氮低碳生活污水的處理時，處理效果很不理想。因此，有必要研發一種對高氮低碳生活污水具有優異處理效果的免燒陶粒，這對農村生活污水處理以及社會和經濟的可持續發展要求，具有極其重要的意義。

發明內容

鑒于此，本發明提供一種脫氮除磷免燒陶粒及其制備方法和應用。本發明以稀土改性粉煤灰為主要原料，加入改性玉米芯作為緩釋碳源，同時加入粘結劑和造孔劑作為助劑，制備得到免燒陶粒，將其作為反硝化濾池的濾料，可同步實現釋碳脫氮和吸附除磷的效果。

為解決上述技術問題，本發明提供的技術方案是：

一種脫氮除磷免燒陶粒，包括如下質量百分含量的組分：稀土改性粉煤灰65％～75％，改性玉米芯5％～15％，造孔劑1％～5％和水泥基粘結劑10％～20％；

其中，所述改性玉米芯包括玉米芯顆粒，以及包覆在所述玉米芯顆粒外部的高分子聚合物層；所述高分子聚合物層的材料為聚醚、聚砜或聚偏氯乙烯中至少一種。

相對于現有技術，本發明選擇稀土改性粉煤灰作為主要原料，可有效吸附污水中的陰離子，使得免燒陶粒的除磷效果明顯增強；同時，加入高分子聚合物包覆改性玉米芯作為緩釋碳源，不僅可為污水在反硝化濾池中的反硝化反應提供穩定碳源，強化微生物的脫氮效果，還能作為纖維增強材料抑制水泥基粘結劑的開裂和收縮，提高免燒陶粒的整體強度和耐久性。

本發明提供的免燒陶粒，以工業廢棄物和農業廢棄物為原料，來源廣泛，價格低廉，制備得到的免燒陶粒具有較強的吸附作用，將其作為反硝化濾池的濾料，能夠同時達到釋放碳源強化反硝化脫氮和吸附除磷的效果，不需要在反硝化濾池末端額外增設化學除磷設備，只需定期更換濾料即可達到對生活污水中氮磷的高效去除，且實現了廢棄物資源化利用，經濟高效，具有較高的實際應用價值。

優選的，所述改性玉米芯的制備方法包括如下步驟：

步驟a，將玉米芯干燥、粉碎，得玉米芯顆粒；

步驟b，將所述玉米芯顆粒和高分子聚合物加入有機溶劑中，混合均勻，于60℃～90℃保溫12h～24h，然后轉入模具中成型，洗滌，干燥，冷凍粉碎，得所述改性玉米芯。