申请日2017.05.18
公开(公告)日2017.09.19
IPC分类号C02F3/10; C02F3/08; C02F3/34; C02F101/22; C02F101/16
摘要
一种轻质高效水处理滤料及制备方法，其特征是它由基质内核和生物生长包裹层组成，所述的基质内核主由粘土、矿渣、污泥和成孔剂烧结而成的比重小于1的球体状颗粒;所述的成孔剂为稻糠、碳粉、桔秆、锯屑和煤粉中的一种或几种，该成孔剂在烧结的过程中产生二氧化碳以便在基质内部形成气穴;所述的生物生长包裹层主要由90%以上的凹凸棒土和余量的粘合剂组成本发明成本低，制备方便，水处理效果好。尤其适用于城市自来水和生活潮水处理，应用前景广阔。
权利要求书
1.一种轻质高效水处理滤料，其特征是它由基质内核和生物生长包裹层组成，所述的基质内核主由粘土、矿渣、污泥和成孔剂烧结而成的比重小于1的球体状颗粒;所述的成孔剂为稻糠、碳粉、桔秆、锯屑和煤粉中的一种或几种，该成孔剂在烧结的过程中产生二氧化碳以便在基质内部形成气穴;所述的生物生长包裹层主要由90%以上的凹凸棒土和余量的粘合剂组成;所述的粘土、矿渣、污泥、成孔剂和生物生长包裹层占整个滤料的重量份为：
粘土：45-55%;
矿渣：13-17%;
污泥：15-25%;
成孔剂：3-7%;
生物生长包裹层：8-12%。
2.根据权利要求1所述的轻质高效水处理滤料，其特征是所述的粘土、矿渣、污泥、易燃助剂和生物生长包裹层占整个滤料的重量份为粘土：50%;矿渣： 15%;污泥： 20%;易燃助剂： 5%;生物生长包裹层： 10%。
3.根据权利要求1所述的轻质高效水处理滤料，其特征是所述的矿渣中Fe2o3+Mno+Mgo+Cao>15%。
4.根据权利要求1所述的轻质高效水处理滤料，其特征是所述的粘合剂为岩棉和/或偏硅酸。
5.一种轻质高效水处理滤料的制备方法，其特征是它包括以下步骤：
(一)配料：按比例称取粘土、矿渣、污泥和易燃助剂;
(二)混合搅拌：将上述配料置于搅拌机中充分搅抖;
(三)对滚造粒：将混合搅拌后的原料置于造粒机中进行造粒，形成粒径为3-10毫米的基质颗粒;
(4)烧结：将基质颗粒置于回转窑中进行烧结，控制烧结温度不超过1200℃，得到烧结颗粒，在烧结过程中，基质颗粒中的成孔剂在烧结的过程中产生二氧化碳以便在基质颗粒内部形成气穴，降低基质颗料的比重;基质颗粒中的矿渣和污泥起到助燃作用;
(5)包裹：待烧结后的基质颗粒冷却后放入由凹凸棒土和粘合剂组成的生物膜包裹原料中进行滚动包裹，在基质颗粒表面形成一层厚度为0.5-1.5毫米的包裹层，得到滤料原料;
(6)成品烧结：将滤料原料送入回转炉中进行绕结，控制入口温度为140±20℃，出口温度为800±20℃，烧结时间25-35分钟，使所述的包裹层固结在基质颗粒表面，得到表面形成微孔的轻质滤料。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征是所述的粘合剂为岩棉和/或偏硅酸。
说明书
轻质高效水处理滤料及制备方法
技术领域
本发明涉及一种水处理技术，尤其是一种水处理用滤料技术，具体地说是一种轻质高效水处理滤料及其制备方法。
背景技术
过滤是水处理单元中一个重要环节，滤料作滤池中的最重要组成部分，其使用种类及应用工艺的选取对水处理效果有显著的影响。目前应用广泛的砂滤工艺存在着诸多问题，如水头损失大、反冲洗用水量大、运行成本比较高、维护困难等。各种过滤新工艺新材料的研发是目前水处理界研究的重要课题之一。悬浮滤料过滤工艺以比重较小的轻质悬浮材料作为滤料，在过滤过程、过滤效果和反冲洗等方面与传统时砂滤有了较大的不同，在一定程度上可以解决现有过滤工艺的一些缺点。实践证明，这种过滤方式有更强的纳污能力。原水进人滤池后，滤料受到浮力而漂浮并相互挤压成层后形成滤层,该种滤层依靠滤料受到水的浮力形成空隙。这与传统石英砂滤料靠重力方式形成滤层空隙有较大的不同。但滤层内部的空隙特点接近，水力条件相似，因而同样可以实现水处理的过滤过程。
国外对于轻质悬浮滤料的研究起步很早，技术先进。前苏联捷尔任斯克市生活给水厂, 于1 9 7 8年1 月将一格砂滤池改造为滤面积为9.6 m 2 的多聚苯乙烯漂浮滤料(即轻质滤料) 接触滤池, 作为一级药剂水处理工艺,取得了良好的运行效果。英国某水厂也曾使用聚乙烯轻质滤料进行过滤, 效果很好。其过滤在出水、投药量等方面远优于砂滤料滤池 。应用在BAF方面世界上首座曝气生物滤池于1981年在法国投产，随后在欧洲各国得到广泛应用。美国和加拿大等美洲国家在20世纪80年代末引进此工艺，日本、韩国和中国台湾也先后引进了此项技术。国外，Rebecca Moore 等 分别研究了尺寸范围为 1.5～3.5mm 和 2.5～4.5mm的填料对曝气生物滤池处理效果的影响，发现小颗粒(1.5～3.5mm)填料有利于脱氮，但是不适应高的水力负荷;然而大(2.5～4.5mm)填料改善了滤池操作条件，减少了反冲洗的次数，但是却不利于脱氮和SS 的去除。因此为曝气生物滤池填料在尺寸要求上提供了必要的依据。Allant 等人的研究结果表明：上浮式填料对SS 、有机物的去除率比沉没式填料高，更耐有机负荷和水力负荷的冲击。Won-Seok Chang等人以天然沸石和砂粒为填料研究了 BAF 对纺织废水的处理效果，结果发现：天然沸石在纺织废水的处理效果上优于砂粒的处理
