水处理用悬浮陶粒滤料及其生产方法

  本发明公开水处理悬浮陶粒滤料及其生产方法。该方法采用页岩为原料,经过破碎机破碎、烘干、球磨机制粉、转盘造粒机造粒后,在回转窑中烧制18~22min,烧制温度为1100~1300℃;出炉陶粒经过自然冷却后进行筛分,选择8~12mm粒径,然后在水池内维持3~5L/(m2.s)曝气强度下浮选,得到漂浮陶粒;其水浸润后颗粒密度为0.9~1.1g/cm3;页岩陶粒表面亲水,粗糙多孔,易挂膜且生物膜不易脱落,比表面积较大,机械强度较高的特点,使其拥有悬浮填料不易板结、布水布气均匀、过滤水头损失小、质量轻易冲洗的优势,适合作为污水生物处理以及微污染水源给水生物处理的生物膜载体。

 
  权利要求书

  1.水处理用悬浮陶粒滤料的生产方法,其特征在于,采用页岩为原料,经过破碎机破碎、烘干、球磨机制粉、转盘造粒机造粒后,在回转窑中烧制18~22min,烧制温度为1100~1300℃;出炉陶粒经过自然冷却后进行筛分,选择8~12mm粒径,然后在水池内维持3~5L/(m2.s)曝气强度下浮选得到漂浮陶粒;即为水处理用悬浮陶粒滤料。

  2.根据权利要求1所述的水处理用悬浮陶粒滤料的生产方法,其特征在于:所述破碎机破碎至粒径5~20mm。

  3.根据权利要求1所述的水处理用悬浮陶粒滤料的生产方法,其特征在于:所述烘干是在在干燥箱中100℃条件下干燥4~6小时。

  4.根据权利要求1所述的水处理用悬浮陶粒滤料的生产方法,其特征在于:所述球磨机制粉后将页岩粉进行筛分,粒度控制在100目至180目。

  5.根据权利要求1所述的水处理用悬浮陶粒滤料的生产方法,其特征在于:所述转盘造粒机造粒的粒径范围是5~15mm。

  6.一种水处理用悬浮陶粒滤料,其特征在于其由权利要求1-5任一项所述生产方法制得,其表观密度为0.75~0.95g/cm3,堆积密度为0.4~0.6g/cm3,水浸润后颗粒密度为0.9~1.1g/cm3;陶粒表面带有正电荷,按堆积体积计算,比表面积≥3×104m2/m3(按堆积体积计算),筒压强度≥3Mpa,空隙率为25-30%。

  说明书

  处理用悬浮陶粒滤料及其生产方法

  技术领域

  本发明涉及一种水处理用填料,特别涉及一种水处理用的悬浮陶粒滤料及其生产方法,

  属于水处理技术领域。

  背景技术

  粘土陶粒是一种多孔性轻质材料,具有较大的比表面积,空隙率高,稳定性好,不含对人体有害成分,价格便宜,近年来广泛应用于水处理中,作为物化处理的过滤介质以及生化处理的微生物载体。尤其在曝气生物滤池中,是目前应用最多的一种滤料。采用陶粒滤料进行生物处理时,为了提高生物处理的效率,曝气生物滤池的滤料厚度一般选择3m以上,但是由于粘土陶粒比重较大,正常的气水冲洗强度难以将滤料层2m以上的陶粒冲洗至膨胀状态,更难以使其流化。因此,当含有惰性泥沙的原水进入滤池后,一部分颗粒较大的惰性泥沙逐渐在陶粒滤料下层中积累,过滤水头损失也随之缓慢升高,滤池的截滤SS的能力也相应加强。可见粘土陶粒生物滤池过滤水头损失存在逐步加快增大的倾向。同时,截留的惰性物质难以通过反冲洗将其全部去除,长时间的运行下可能导致滤池底部滤料逐步积泥板结,布水布气的均匀性难以保证,净水效果逐渐下降。与粘土陶粒固定床相比,挂膜后的悬浮填料密度接近于水,借助曝气在水中处于流化状态,在气流、水流的冲刷作用下老化生物膜能及时脱落,保证膜的活性。但是目前采用的悬浮填料均采用塑料材质,表面疏水,生物挂膜不够牢固,反冲洗时生物膜易脱落。用于污水处理时,由于塑料悬浮填料比表面积较小,生物量较少,不足以单独完成生物净化,通常与活性污泥法配合使用;而在在给水生物预处理工艺中,原水的污染程度往往呈季节性变化,一些时段原水污染轻微,水中溶解氧充足,无需供氧,但是为了保持塑料悬浮填料的流化状态,仍需要较大的曝气强度,否则悬浮填料或是漂浮水面,或是沉至池底,不能与水流全面混合接触,故运行能耗较大。

  发明内容

  针对粘土陶粒和塑料悬浮填料的缺点,本发明提供一种在较低曝气强度下即能处于微膨胀乃至流化状态,在水中的密度与水相近,亲水性强,比表面积较大的水处理用悬浮陶粒滤料及其生产方法。

  本发明将页岩陶粒与悬浮滤料的特点相结合,制备的悬浮陶粒滤料,在水中的密度与水相近,绝大部分处于液面下悬浮或沉底,在较低曝气强度下即能处于微膨胀乃至流化状态,不易板结,过滤水头损失小;该悬浮陶粒滤料外形近似球状颗粒,质量轻,易冲洗,对水流阻力小,布水布气均匀;该悬浮陶粒滤料表面带有正电荷,亲水性强;粗糙多孔,比表面积较大,冲洗时表层生物膜不易脱落;该悬浮陶粒滤料机械强度高,内外均匀一致,使用寿命长。

  本专利的目的可以通过以下措施实现:

  水处理用悬浮陶粒滤料的生产方法:采用页岩为原料,经过破碎机破碎、烘干、球磨机制粉、转盘造粒机造粒后,在回转窑中烧制18~22min,烧制温度为1100~1300℃;出炉陶粒经过自然冷却后进行筛分,选择8~12mm粒径,然后在水池内维持3~5L/(m2.s)曝气强度下浮选得到漂浮陶粒;即为水处理用悬浮陶粒滤料。

  优选地,所述破碎机破碎至粒径5~20mm。所述烘干是在在干燥箱中100℃条件下干燥4~6小时。所述球磨机制粉后将页岩粉进行筛分,粒度控制在100目至180目。所述转盘造粒机造粒的粒径范围是5~15mm。一种水处理用悬浮陶粒滤料,由上述生产方法制得,其表观密度为0.75~0.95g/cm3,堆积密度为0.4~0.6g/cm3,水浸润后颗粒密度为0.9~1.1g/cm3;陶粒表面带有正电荷,按堆积体积计算,比表面积为3×104~7×104m2/m3,筒压强度≥3Mpa,空隙率为25-30%。

  本发明与粘土陶粒、破碎页岩陶粒以及塑料悬浮填料相比,具有如下优点和有益效果:

  1、与粘土陶粒相比,悬浮陶粒的水浸润颗粒密度与水的密度十分接近,在较低曝气强度下即能处于微膨胀乃至流化状态,不易板结,过滤水头损失小,仅需要气冲洗即可实现生物滤池的冲洗目标,而且需要气冲洗强度比粘土陶粒生物滤池降低1/3~1/2,运行节能降耗。而且悬浮页岩陶粒质地比较均匀,机械强度高,内外均匀一致,破碎率与磨损率较低。

  2、与破碎页岩陶粒相比,悬浮陶粒外形近似球形颗粒,孔隙率较大,布水布气均匀,对SS的截滤作用大幅度下降,水头损失小且增长缓慢,可以大幅度提高滤速,利于生物滤池回流,冲洗能耗大幅降低,占地减少。球形悬浮陶粒选择8~12mm粒径,也易于在出水堰设置滤网拦截,防止滤料流失,从而实现悬浮陶粒微膨胀乃至流化运行。

  3、与塑料悬浮填料相比,悬浮陶粒表面带有正电荷,亲水性强,粗糙多孔,比表面积较大,冲洗时在流化状态下气、水对陶粒表面生物膜的冲刷作用加强,其表层生物膜不易脱落,可以促使老生物膜的脱落以及保持新生物膜的厚度,加强生物活性,能有效保证生化效率。