申请日2012.02.06
公开(公告)日2012.07.18
IPC分类号C02F3/00; C04B32/00
摘要
本发明涉及一种以底泥为原料制备水处理滤料的方法，所述方法将底泥脱水干燥后，与铬渣、页岩、生物质和调理剂按一定比例混合，所述方法所述设备包括回转窑、挤压机和盘式造粒机，经过挤压机和盘式造粒机处理后，得到料球，将料球在回转窑中高温焙烧，冷却后制成高性能的水处理滤料。本发明有益效果如下：原材料主要为固体废弃物，实现以废治废;所得水处理滤料具有比表面积大，且具有促进微生物快速生长的功能;处理过程中实现了铬渣的无害化，铬渣中的CaCO3可有效增加陶粒的孔隙率，且增加陶粒的碱度。
权利要求书
1.一种以底泥为原料制备高性能水处理滤料的方法，其特征在 于包括如下步骤：
(1)将底泥进行脱水、风干，使其含水率在40%以下;取部分 风干底泥使用回转窑热尾气干燥，使含水率降至20%以下，破碎至100 目以下;
(2)将铬渣磨碎过筛至100目以下;同时取生物质烘干或晒干、 粉碎、过筛至60目以下;
(3)将风干底泥、铬渣、生物质及调理剂混合，混匀的物料经 滚压造粒制成半成品生料球;以半成品生料球作为母球放置于盘式造 粒机中，加入干燥破碎后的底泥粉末，并加入占干燥底泥重量比5-10% 的雾化水，与母球滚制成成品生料球;
(4)将成品生料球送入回转窑在1050-1150℃还原焙烧 30-60min，冷却至室温即制得高性能水处理滤料。
2.根据要求1所述的以底泥及铬渣为原料制备高性能水处理滤 料的方法，其特征在于所述的底泥指从江河、湖泊及海洋里清淤、疏 浚上来的固体废弃物，也称淤泥。
3.根据权利要求1所述的以底泥及铬渣为原料制备高性能水处 理滤料的方法，其特征在于，步骤(3)所述的制备成品生料球原料 按以下重量百分比制得：风干底泥30-50%，干燥底泥30-50%，铬渣 10-15%，生物质2-5%，调理剂0-1%;其中铬渣与生物质之比小于5∶1。
4.根据权利要求1所述的以底泥及铬渣为原料制备水处理滤料 的方法，其特征在于，所述的调理剂为含有锰、钴、硼、铜、锌等微 量元素的一种或几种的混合物。
说明书
一种以底泥及铬渣为原料制备水处理滤料的方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种以底泥及铬渣为原 料制备水处理滤料的方法。
背景技术
工业废水的不规范排放，在城市工业区及一些大型城市的近郊区 县地区形成了大量排污河和污水库，经过长时间的浓缩沉淀，大量重 金属及有毒物质积聚在底泥及堤坝土壤中，完全丧失了自净化功能。 近年来，随着我国污水处理技术和设施的完善，天然水系的水质有了 较大的改观，但当水质较好时，底泥中吸附的污染物的释放将成为影 响水质的主要原因。因此，要根治水道的污染，底泥的疏浚势在必行。 然而疏浚底泥的处理处置问题一直是困扰环保界的一大难题。
铬渣是重铬酸盐产生过程中排放的副产物。因其中含有水溶性六 价铬而具有极大的毒性，如果不经过处理而露天堆放，对地下水源、 河流或海域会造成不同程度的污染，严重的危害人体健康和动植物的 生长。铬渣的污染问题已经存在50多年了，国家也极为重视铬渣的 治理，但依然没有找到有效解决的方法。
另一方面，目前水处理滤料作为陶粒的一种，广泛应用于曝气生 物滤池，厌氧生物滤池当中。但目前水处理滤料的主要材料为粘土、 页岩等天然资源，不仅制约原料生产，且对当地环境会造成极大危害。 由于污染底泥的主要成分与粘土类似，故可作为主要原材料烧制水处 理滤料。另一方面，铬渣中的Ca、Mg、Fe、Al等元素是水处理滤料 生产的有效补充材料，可降低焙烧温度，增大陶粒强度;铬渣中的 Cr是微生物生长的微量元素，可促进微生物迅速生长。公开号 CN102173850A介绍了一种以底泥为原料制备陶粒的方法，但其制备 的陶粒在水处理方面性能一般，不具有生物促进功能。公开号 CN102010225A也介绍了一种以底泥为原料制备陶粒的方法，但其制 备的陶粒水处理性能也极为普通，也没有在生产滤料的同时，处理掉 铬渣这种危险废弃物。
发明内容
本发明克服现有技术的不足，提出了一种以底泥为原料制备水处 理滤料的方法，所述方法是在研究铬渣还原解毒的同时，研发一种水 处理材料。
本发明的技术方案为：一种以底泥为原料制备水处理滤料的方 法，所述方法将底泥脱水干燥后，与铬渣、页岩、生物质和调理剂按 一定比例混合，所述方法所述设备包括回转窑、挤压机和盘式造粒机， 经过挤压机和盘式造粒机处理后，得到料球，将料球在回转窑中高温 焙烧，冷却后制成高性能的水处理滤料，其体积比为12-20m2/g，所 述的底泥指从江河、湖泊及海洋里清淤、疏浚上来的固体废弃物。
所述的调理剂为含有锰、钴、硼、铜、锌等微量元素的一种或几 种的混合物。
本发明的方法具体包括以下步骤：
(1)将底泥进行脱水、风干，使其含水率在40%以下;取部分 风干底泥使用回转窑进行热尾气干燥，使含水率降至20%以下，破碎 至100目以下;
(2)将铬渣磨碎过筛至100目以下;同时取生物质烘干或晒干、 粉碎、过筛至60目以下;
(3)将风干底泥、铬渣、生物质、调理剂按一定比例混合混合， 混匀的物料经过挤压机后，制成半成品生料球;以半成品生料球作为 母球放置于所述盘式造粒机中，加入干燥破碎后的底泥粉末，并加入 占干燥底泥重量比5-10%的雾化水，与所述母球滚制成成品生料球; 成品生料球各成分的含量范围如下：风干底泥占整个混合物的 30-50%，干燥破碎底泥占整个混合物的30-50%，铬渣占整个混合物 的10-15%，生物质占整个混合物的2-5%，调理剂占整个混合物的 0-1%;其中铬渣与生物质之比小于5∶1;
4)将所述成品生料球送入回转窑在1050-1150℃高温下还原焙 烧30-60min，冷却至室温即制得多孔生物促进型的水处理滤料。 本发明具有如下有益效果：
1)本发明的原材料主要为固体废弃物，实现以废治废;
2)本发明所得水处理滤料具有比表面积大，且具有促进微生物 快速生长的功能;
3)本发明在处理过程中实现了铬渣的无害化，生物质的利用及 还原气氛使得六价铬还原为低毒的三价铬，同时高温又将重金属铬封 固在陶粒晶格中;而另一方面，水处理过程中铬有成为微生物生长的 微量元素;铬渣中的CaCO3可有效增加陶粒的孔隙率，且增加陶粒的 碱度。
具体实施方式
实例1：
将底泥进行脱水、风干，使其含水率在40%以下;取部分风干底 泥使用回转窑热尾气干燥，使含水率降至20%以下，破碎至100目以 下;将铬渣磨碎过筛至100目以下;同时取生物质烘干或晒干、粉碎、 过筛至60目以下;将底泥、铬渣、生物质、调理剂混合，混匀后经 滚压造粒制成半成品生料球;以半成品生料球作为母球放置于盘式造 粒机中，加入破碎后的干燥底泥粉末并加入占干燥底泥体积5-10%的 雾化水，与母球滚制成成品生料球;成品生料球添加比例为：风干底 泥30%，干燥底泥45%，铬渣11.5%，生物质3%，调理剂0.5%;
将生料球送入回转窑中，在1050℃还原焙烧60min，冷却至室温 即制得高性能水处理滤料。堆积密度950kg/m3，比表面积13.2m2/g， 应用于曝气生物滤池可在5天内实现生物挂膜，比常规滤料时间缩短 2-5天。
实例2：
将底泥进行脱水、风干，使其含水率在40%以下;取部分风干底 泥使用回转窑热尾气干燥，使含水率降至20%以下，破碎至100目以 下;将铬渣磨碎过筛至100目以下;同时取生物质烘干或晒干、粉碎、 过筛至60目以下;将底泥、铬渣、生物质、调理剂混合，混匀后经 滚压造粒制成半成品生料球;以半成品生料球作为母球放置于盘式造 粒机中，加入破碎后的底泥粉末并加入占干燥底泥体积5-10%的雾化 水，与母球滚制成成品生料球;成品生料球添加比例为：风干底泥 40%，干燥底泥40%，铬渣15%，生物质4.5%，调理剂0.5%;
将生料球送入回转窑中，在1150℃还原焙烧40min，冷却至室温 即制得高性能水处理滤料。堆积密度750kg/m3，比表面积，应用于 厌氧生物滤池可在10天内实现生物挂膜，比常规滤料时间缩短5-10 天。
本发明在处理过程中实现了铬渣的无害化，生物质的利用及还原气 氛使得六价铬还原为低毒的三价铬，同时高温又将重金属铬封固在陶 粒晶格中;而另一方面，水处理过程中铬有成为微生物生长的微量元 素;铬渣中的CaCO3可有效增加陶粒的孔隙率，且增加陶粒的碱度。
