申请日2008.12.11
公开(公告)日2009.06.03
IPC分类号C04B38/00; C02F3/10; C02F1/28; C04B33/132
摘要
本发明公开了一种处理废水的多孔陶粒，是具有粉煤灰、污泥，粘土，辅料经成型后高温烧结，然后经过打散处理而成的球型或柱型多孔陶粒。本发明的显著特点及有益效果是：以粉煤灰、污泥及天然粘土为原料生产具有较高经济价值、较长寿命的环保产品，实现了以废制废的目的。在特定烧制条件下形成与陶结构良好结合的微孔碳粉末，在废水处理中既可以起到吸附有机物，也具有良好的生物相容性而成为高负载量的生物固载材料。同时被吸附的有机物形成局域高浓度区，从而提高了固定床生物滤池的处理效率。当使用一段时间，污水滤过量明显减少时，可将陶粒材料干燥后，在同等烧结条件下使其再生，从而实现治污材料的循环使用，并且不再产生二次污染物。
权利要求书
1、一种处理废水的多孔陶粒，其特征在于它是具有粉煤灰、 污泥，粘土，辅料，经成型后高温烧结，然后经过打散处理而成的 多孔陶粒。
2、按照权利要求1所述的一种处理废水的多孔陶粒，其特征 在于所说的各组份的质量比例范围如下：粉煤灰20～50%，污泥 20～60%，粘土20～60%，辅料1～10%。
3、按照权利要求1所述的一种处理废水的多孔陶粒，其特征 在于所说的辅料可以为下述材料中的任意一种：木炭粉、铝粉、煤 粉、多聚三氯化铝、多聚三氯化铁、聚丙烯酰胺。
4、按照权利要求1所述的一种处理废水的多孔陶粒，其特征 在于所说的辅料可以为木炭粉、铝粉、煤粉、多聚三氯化铝、多聚 三氯化铁、聚丙烯酰胺材料中的任意两种或者以上的组合。
5、按照权利要求1所述的一种处理废水的多孔陶粒的制造方 法，其特征在于包含以下过程：
将粘土、粉煤灰自然干燥或烘干，使其中水分含量低于15%
将干燥的粘土和粉煤灰分别粉碎至粒度达到30～200目
将粉碎好的物料混合均匀然后造球或造粒
将上述球料或粒料加入到烧制窑中进行干燥与烧结，温度控制 在300℃～1200℃，时间为1～4小时
将烧结后的物料粉碎至粒度2～100mm。
6、按照权利要求5按照权利要求1所述的一种处理废水的多 孔陶粒的制造方法，其特征在于所说的干燥与烧结的制造工艺条件 为：
在烧制窑中升温至100℃～300℃条件下干燥30～90分钟;
在烧制窑中通入氮气，升温至400℃～600℃，保温10～60分钟;
在烧制窑中600℃～1200℃，烧结20～60分钟;
烧结好的物料在氮气保护条件下，自然冷却至室温;
在粉碎机中粉碎成粒度在2～100mm的颗粒。
说明书
一种处理废水的多孔陶粒及其制造方法
技术领域
本发明属于废水处理技术领域中的以火力发电厂生产过程中 所产生的粉煤灰为主要原料，经高温烧结生产球型及柱型的一种处 理废水的多孔陶粒及其制造方法。
背景技术
目前对工业废水和城市生活污水治理的方法很多，一般可分为 物理化学法、化学法和生物法。其中生物法多采用好氧菌进行生物 曝气，或者利用厌氧菌发酵消除污水中的主要有机物，再利用硝化 与反硝化生物技术降低废水中的氨氮和有机磷。目前国内外已研发 出多种单一或复合处理技术，广泛应用于工业废水和城市生活污水 综合治理中，取得良好效果。但这些技术目前还都有一定的缺陷， 如：生物曝气技术占地面积大、处理效率低、需要较高的能耗;厌 氧发酵处理技术需要专门设备、投资大;利用活性炭吸附成本高; 膜过滤或反渗技术运行成本高、条件严苛、操作复杂。这些方法在 以集约化生产为特点的企业中被普遍应用，但在生产规模小、散的 农村生活污水治理以及河道、湖泊等已污染的天然水体中就难以被 广泛应用。
近年来国内外大力发展以固定床生物滤池为基础，以提高生物 降解有机质效率为目标的深度治理污水技术获得长足进步。固定床 生物滤池的核心是生物载体材料的制备以及针对某种污染物专用 菌种的选育。目前，在生物载体材料方面往往因实用树脂、活性炭、 分子筛或中空纤维等而导致成本过高，难以实现技术普及。中国专 利02112755.7，03121167.4，200810006102.9介绍了几种以粘土和 粉煤灰的主要原料生产多孔陶粒的方法，因其原料中具有碳粉或活 性炭成分，故在污水处理中主要是由于粉末状活性炭的吸附作用。 这些方法均以牺牲不可再生的环境资源为代价，且在处理污水的同 时产生新的固体废弃物。华南理工大学以粘土和生物污泥为原料烧 制陶粒(中国专利02114938.0)，其本质是在一定温度条件下将生 物污泥转变为活性炭，在制造成本上较前述专利方法有所降低，但 其作为吸附型污水治理材料，仍具有牺牲不可再生资源并产生二次 污染的特点。中国专利02129972.2中所述功能陶粒，03136145.5中 所述过滤陶粒都是基于将陶粒作为微生物固载材料，但为了获得良 好的微孔结构、高孔隙率而不得不使用了扩孔剂、成孔剂等化学物 质。此法虽因利用了生物降解作用，提高了污水处理效率，延长了 陶粒材料的使用寿命，但仍未根本改变生物载体材料应用成本高及 产生二次污染的问题。且为了改善陶粒材料的生物相容性，又使用 了碳粉、活性炭、矿物粉甚至化学交联剂等，并使用了较复杂的制 备工艺和活化方法。总之，上述的物质和其功能结构均以消耗或者 部分消耗不可再生资源作为基本的功能或者方法或者工艺，因为， 二次污染不可避免。本发明人做了大量的研究，提出了本发明的发 明目的。
发明内容
本发明的发明目的是为了克服目前存在的治理污染需要消耗 不可再生能源和二次污染等问题而提出来的。即提供一种新的处理 废水的多孔陶粒及其制造方法来改善目前的
本发明的技术解决方案是这样实现的，该一种处理废水的多孔 陶粒，其特征在于它是具有粉煤灰、污泥，粘土，辅料，经成型后 高温烧结，然后经过打散处理而成的球型或柱型多孔陶粒。进一步 说优选的的各组份的质量比例范围为：粉煤灰20～50%，污泥 20～60%，粘土20～60%，辅料1～10%。
本发明的显著特点及有益效果主要表现在三个方面：1、以工 业废弃物、污泥及天然粘土为原料生产具有较高经济价值、较长寿 命的环保产品，实现了以废制废的目的。2、以污泥为主要原料， 在此烧制条件下形成结构良好的微孔碳粉末，在废水处理中既可以 起到吸附有机物，消除臭味的作用;也具有良好的生物相容性而成 为高负载量的生物固载材料。同时被吸附的有机物形成局域高浓度 区，有利于微生物的高效降解与利用，从而提高了固定床生物滤池 的处理效率。3、当使用一段时间后，由于陶粒材料中微生物的生 长与繁殖作用达到饱和状态，使孔隙率下降，污水滤过量明显减少 时，可将陶粒材料干燥后重新放回到高温烧结炉中，在同等烧结条 件下使其再生，从而实现治污材料的循环使用，并且不再产生二次 污染物。
