申请日2003.08.19
公开(公告)日2004.07.21
IPC分类号C02F3/10; C02F3/02
摘要
本发明涉及一种废水处理用陶粒及其生产工艺，陶粒是用紫砂陶、木粉和石英三种原料制成，详细配方和制备方法见说明书。本发明的优点是采用有效的废水处理新工艺，新材料，为曝气生物滤池应用于我国解决了核心问题，降低废水处理的投资和运行费用，节约用地，废水处理后的出水水质达到城市一般回用水标准。本发明陶粒用于处理城市废水、生活废水和可生化的工业废水，也可用于地下水中的铁和锰或给水处理中取代石英砂、无烟煤等用作过滤介质。
権利要求書
1、一种废水处理用陶粒，其特征在于它含有按下述重量百分比的配比为 原料制成：
紫砂陶 50-65%
木粉 30-48%
石英 1-6%
2、根据权利要求1所述的陶粒，其特征在于陶粒按下述重量百分比的配 比为原料制成：
紫砂陶 54-63%
木粉 35-44%
石英 2-5%
3、根据权利要求1所述的陶粒，其特征在于陶粒按下述重量百分比的配 比为原料制成：
紫砂陶 56-60%
木粉 37-42%
石英 3-4%
4、根据权利要求1所述的陶粒，其特征在于陶粒按下述重量百分比的配 比为原料制成：
紫砂陶 57%
木粉 40%
石英 3%
5、一种制备如权利要求1所述陶粒的工艺，其特征在于按下列顺序的步 骤进行：
(1)磨粉：把原料紫砂陶、石英磨粉为70-90目，木粉磨粉为90-110目， 搅拌均匀;
(2)制粒：直径1-30mm颗粒;
(3)烧成：将颗粒于回转窑中烧成，烧成温度1185-1198℃，颗粒从进窑到 出窑时间为120-150分钟，回转窑转速为1.58转/分;成品冷却、过筛、检验、 包装、入库。
说明书
一种废水处理用陶粒及其生产工艺
技术领域
本发明涉及环境治理，具体的说，是涉及在曝气生物滤池中处理废水用陶粒 及其生产工艺。
背景技术
曝气生物滤池处理废水是80年代末和90年初兴起的废水处理工艺，已在英 国、法国、印度、美国、日本等发达国家广为流行，目前世界已有70多座污水处 理厂应用这种技术，曝气生物滤池，不仅用于水体富营养化处理，而且广泛的用 于生活废水、生活杂排水和食品加工、水果蔬菜罐头、鱼肉制品酿造等工业废水 处理中。其特点是：1.占地面积小，为常规处理占地面积的1/5-1/10;2.处理水 质量高，不需三级处理就能达到城市一般回用水标准;3.工艺流程短，节能;4. 耐冲击负荷;5.国外已有70多例成功的经验，技术成熟。德国菲利普.穆勒(现 属法国德利满公司的分公司)于1997年中标筹建的我国大连市马栏河12万吨/ 日的废水处理厂，处理工艺的核心就是以页岩陶粒为接触填料的曝气生物滤池。 该工艺一级处理为沉淀池，二级处理为曝气生物池，省去了传统生物接触氧化工 艺一氧池和二氧池后的一沉池和二沉池，构筑物占地仅为16.5亩(传统活性污泥 法和氧化曝气法至少需150-180亩)，出水水质能达到城市一般回用水标准，可 用于城市用水、城市绿化、工业企业冷却用水、建筑施工用水等。
本发明人在经营传统的石英砂滤料的过程中，于97年12月了解到法国德利 满公司中标筹建的我国大连市马栏河12万吨/日的污水处理厂需要采用大量的陶 粒滤料(8000m3)，且马栏河污水处理厂工程指挥部考虑到以后更换滤料的方便和 民族工业的发展，要求德方全部或部分采用中国滤料。为了尽快的试制出符合德 方要求的滤料，本发明人于1998年5月6日起，开始多次进行研究，结合当地优 势的紫砂陶资源，在以石英砂为滤料传统产业的基础上，也试制成功了系列高效 挂膜生物轻质陶粒滤料。进行的挂膜试验表明，这种滤料截留悬浮物能力强，挂 膜性能良好，水流流态好，反冲洗容易进行。其形状规则，尺寸均一，比重小， 克服了不规则粒状滤料水流阻力大，易于引起氧化池堵塞，反冲洗强度大，易冲 刷破碎的缺点;其制造的主要原料为紫砂陶，强度大，表面粗糙，克服了玻璃钢、 聚氯乙烯、聚丙烯、维纶等规则滤料表面光滑、生物膜附着力差，易老化，或易 产生强球现象和水流流态不理想的缺点。陶粒滤料更是我国传统的水处理片状陶 粒滤料没有解决的一大难题。传统陶粒滤料生产常常是指烧结成大块陶粒，然后 打碎、过筛成不规则的片状陶粒。
清华大学于2002年4月5日，提出专利申请号02103874.0、发明名称是“天 然河沙制备多孔轻质陶瓷颗粒的方法及其应用”，以天然河沙为原料，与碳粉和碳 化硅混合、球磨、烘干、烧结、保温、冷却后制得陶粒，用于污水处理，其中天 然河沙含SiO250-75%，Al2O3含5-20%，结果是陶粒表现密度为0.7-1.2g/cm3。
发明内容
本发明的目的在于弥补现有技术中存在的不足之处，而提供一种利用我国天 然原料资源，结合现有的技术优势，研制出一种新型水处理陶粒(又称轻质陶粒 或陶粒滤料)及其生产工艺。
本发明目的可以通过如下措施来实现：一种废水处理用陶粒，含有按下述重 量百分比的配比为原料制成：紫砂陶50-65%，木粉30-48%，石英1-6%;优选紫 砂陶54-63%，木粉35-44%，石英2-5%;较优选紫砂陶56-60%，木粉37-42%， 石英3-4%;最优选紫砂陶57%，木粉40%，石英3%。陶粒的制备工艺按下列顺 序的步骤进行：
(1)磨粉：把原料紫砂陶、石英磨粉为70-90目，木粉磨粉为90-110目，搅拌 均匀;
(2)制粒：直径1-30mm颗粒;
(3)烧成：将颗粒于回转窑中烧成，烧成温度1185-1198℃，颗粒从进窑到出窑 时间为120-150分钟，回转窑转速为1.58转/分;成品冷却、过筛、检验、包装、 入库。
原料规格
(1)紫砂陶：成分如下： SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O
70 9.5 4.1 8.3 2 3.3 2.8
(2)木粉：用酥木磨成的粉，为90-110目。
(3)石英：成分如下： SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO
97.7 0.1 0.2 2
陶粒物理性能 外观 球状，表面色泽为 红褐色，多微孔 不均匀系数 K80=1.84
粒径 0.5-32mm 盐酸可溶率 ≤0.83
堆积密度 0.7-1.2g/cm3 氢氧化钠可溶率 ≤15.36%
密度 1.2-2.6g/cm3 比表面积 2×104～1.5×103(cm2/g)
孔隙率 55-58% 溶出物 不含对人体有害的奥微量元 素
破碎率和磨损 率 ≤1.62% 吸附力 碘值101级为活性炭吸附力 10%
轻质陶粒是在曝气生物滤池中处于核心地位。曝气生物滤池充分借鉴了废水 处理接触氧化法和给水快速滤池的设计思路，集曝气、高滤速、截留悬浮物、定 期反冲洗等特点于一体。其工作原理主要有过滤、吸附和生物代谢。滤池工作时， 在滤池中装填一定量轻质陶粒滤料，陶粒滤料表面生长着生物膜，滤池内部曝气、 废水流经时，利用陶粒滤料上高浓度生物膜的强氧化降解能力对废水进行快速净 化;同时，因废水流经时陶粒滤料呈压实状态，利用陶粒径较小的特点及生物膜 的生物絮凝作用，截留污水中的大量悬浮物，且保证脱落的生物膜不会随水飘出; 此外，陶粒及附着其上生长的生物膜对溶解性有机物具有一定的吸附作用。运行 一定时间后，因水头损失的增加，需对滤池进行反冲洗，以释放截留的悬浮物并 更新生物膜，此为反冲洗过程。曝气生物滤池正是通过这样反复的周期性运转来 处理污水的。
本发明相比现有技术具有如下优点：我国已建成的废水处理厂大多采用传统 的活性污泥法或氧化沟曝气法。这两种方法处理的水质都能达到排水的一般要求， 但不能达到城市一般回用水标准，而且投资和占地面积巨大，从而造成治理技术 问题与资金问题，本发明采用有效的废水处理新工艺、新材料，为曝气生物滤池 应用于我国废水处理解决了核心问题，同时，降低废水处理的投资和运行费用， 节约用地，废水处理后的出水水质达到城市一般回用水标准，对我国社会发展及 环境保护具有十分重要的意义。
本发明从未发现专利报道和刊登于相关文献上。
