申请日2003.08.13
公开(公告)日2004.04.07
IPC分类号C02F3/10
摘要
本发明公开了一种污水处理生物膜工艺应用的复合填料，其成分和重量百分含量为：基材48%～68%，造孔剂硫酸铵3%～7%，水泥胶结剂35%～45%，所述的基材为活性炭、膨胀蛭石、海泡石、沸石、粉煤灰或其类似物的一种或多种任意比例的混合物，将所述各成分定量粉碎至粒度为100～200目、混合、喷55～65℃热水造球、40～70℃凝结、常温固化，得粒径3～20mm，微孔直径20～200μm微孔，比表面积50～200m2/g的复合填料，解决了现有填料亲水性差、生物挂膜效果差、比表面积小等问题，具有亲水性好、生物挂膜效果好、比表面积大等优点，处理污水水质可达国家一级排放标准，广泛适用于生活污水、湖泊河流污水及工业废水处理。
権利要求書
1、一种复合填料，含有无机物基材，其特征在于：填料的成分和 重量百分含量为：
基 材 48%～68%
造 孔 剂 3%～7%
水泥胶结剂 35%～45%
所述的基材为活性炭、膨胀蛭石、海泡石、沸石、粉煤灰或其类似 物的一种或多种任意比例的混合物，所述的造孔剂是硫酸铵，将所述各 成分定量粉碎至粒度为100～200目、混合、喷55～65℃热水造球、40～70 ℃凝结、常温固化，得粒径3～20mm，微孔直径20～200μm微孔，比 表面积50～200m2/g的复合填料。
2、根据权利要求1所述的复合填料，其特征在于：基材中的各成 分及重量百分含量为：
活性炭 11%～23%
膨胀蛭石 7%～12%
海泡石 16%～27%
沸石 8%～14%
粉煤灰 33%～50%。
3、权利要求1所述的复合填料的应用：用于生物膜污水处理工艺， 对污水进行生物氧化、脱色、除味并降低污水的重金属含量。
说明书
用于污水处理生物膜工艺的复合填料
技术领域 本发明涉及一种用于污水处理生物膜工艺的复合填料， 更具体地说，涉及一种适合于处理城市生活污水、湖泊及河流微污染水 以及各种工业废水处理系统的应用生物膜工艺的复合填料。
背景技术 在现有技术中，生物膜工艺是污水处理中常用的工艺技 术，该工艺是具有运行稳定、抗冲击负荷、处理效率高等优点，填料作 为生物膜工艺的核心部分，直接影响到生物膜工艺的技术效果，作为微 生物载体的填料必须具备低密度、大比表面积、大孔隙率、高亲水性、 足够耐磨性，足够的化学稳定性等物理化学性能，且原料来源广泛，生 产成本低廉。目前应用于生物膜工艺的填料如陶粒、聚苯乙烯球粒、组 合填料、弹性立体填料等很难达到性能与成本的协调。陶粒具有较大的 比表面积与孔隙率，具有较好的生物挂膜性能，但由于该填料采用经受 粘土造球后高温焙烧而成，其成品率低，生产成本较高;聚苯乙烯球粒 以苯乙烯为原料进行化学造粒，其生产成本比陶粒略低，但其亲水性差， 生物挂膜性能下降;组合填料与弹性立体填料分别以细密的束状维尼龙 丝或塑料丝作为载体，其单位体积填料生产成本较低，但其亲水性、挂 膜效果、比表面积及单位比表面积生产成本均不如陶粒，以上填料的应 用受到限制。
发明内容 本发明的目的在于提供一种较低生产成本、低密度、大 比表面积、大孔隙率、强亲水性，尤其适合于污水处理生物膜工艺应用 的复合填料。
为了达到上述目的，本发明提供了如下的技术方案：研制一种复合 填料，含有无机物基材，填料的成分和重量百分含量为：基材48%～ 68%，造孔剂3%～7%，水泥胶结剂35%～45%，所述的基材为活性 炭、膨胀蛭石、海泡石、沸石、粉煤灰或其类似物的一种或多种任意比 例的混合物，所述的造孔剂是硫酸铵，将所述各成分定量粉碎至粒度为 100～200目、混合、喷55～65℃热水造球、40～70℃凝结、常温固化， 得粒径3～20mm，微孔直径20～200μm微孔，比表面积50～200m2/g的 复合填料。另外，本发明复合填料的表观密度1.0～1.5g/cm3，孔隙率 35～55%，比表面积50～200m2/g，破碎磨损率<2%，酸溶率<2%， 碱溶率<1%。所述的无机物基材包括诸如膨润土、褐铁矿、蛭石、硅 藻土、珍珠岩、海泡石、粘土、矿渣、粉煤灰、硫酸盐工业浸渣等天然 和人工矿物粉末及其类似物，这类填料主要化学成份为SiO2、Al2O3、 CaO、MgO、K2O、Fe2O3等不含对人体有害的重金属及其它有害物质， 孔隙率高，是理想的复合填料。在造球中，可以使用轻质芯材进行造球， 芯材为多孔有机或无机物质，用以降低填料的密度，芯材的粒度为填料粒 度的1/3左右。
本发明较好的技术方案是：复合填料的基材中的各成分及重量百分 含量为：活性炭11%～23%，膨胀蛭石7%～12%，海泡石16%～ 27%，沸石8%～14%，粉煤灰33%～50%。在所述的基材中，包括造 孔剂及水泥胶结剂，复合填料中的物质化学成分及含量为：SiO2 31%-33%，Al2O313%-14%，CaO33%-36%，MgO2%-3%，K2O1%-2%，NO20.1%-0.3%，Fe2O34%-6%，Pb、Zn、Cu少量。在该 种情况下，填料的挂膜效率，物理化学性能好，氨氮硝化性能优且成本 低，同时该种填料能够根据污水的色、味性质和重金属离子含量，适当 调整矿物配方，以达到除色、去味、降低重金属含量的工艺效果。
本发明复合填料的应用：用于生物膜污水处理工艺，对污水进行生 物氧化、脱色、除味并降低污水的重金属含量。本发明复合填料应用于 生物膜工艺，能确保出水CODCr≤40mg/L，BOD5≤10mg/L，SS≤ 10mg/L，NH3-N≤10mg/L，处理后的污水达国家污水排放一级标准。
与现有技术相比，本发明具有以下明显的优点：所述的复合填料与 陶粒、聚苯乙烯球粒、弹性立体填料及其它复合填料相比，其生产成本 为陶粒的50%，聚苯乙烯球粒的60%，组合填料的70%，弹性立体填 料的80%，填料挂膜效率为陶粒的110%，聚苯乙烯球粒的150%，组 合填料的180%，弹性立体填料的200%，其物理化学性能优于陶粒， 且氨氮硝化性能明显优于陶粒，同时该种填料能够根据污水的色、味性 质和重金属离子含量，适当调整矿物配方，以达到除色、去味、降低重 金属含量的工艺效果。本发明复合填料应用于生物膜工艺，能确保出水 CODCr≤40mg/L，BOD5≤10mg/L，SS≤10mg/L，NH3-N≤10mg/L， 达到国家污水排放一级标准。
具体实施方式 以下通过具体的实施方式对本发明进行更加详细 的描述：
实施例1复合填料的制造
例1-1
取基材活性炭10Kg，膨胀蛭石6Kg，粉煤灰32Kg，合计48Kg， 硫酸铵5Kg，水泥43Kg，各成分定量粉碎至粒度为100目、混合、喷 65℃热水造球、65℃凝结、常温固化，得粒径10mm，微孔直径80μm 微孔，比表面积100m2/g的复合填料。其中含基材50%，造孔剂5.2%， 水泥胶结剂44.8%。
例1-2
取基材膨胀蛭石7Kg，海泡石25Kg，沸石13Kg，粉煤灰20Kg， 合计65Kg，硫酸铵5Kg，水泥40Kg，各成分定量粉碎至粒度为150目、 混合、喷55℃热水造球、40℃凝结、常温固化，得粒径8mm，微孔直 径180μm微孔，比表面积100m2/g的复合填料。其中含基材59%，造 孔剂4.55%，水泥胶结剂36.36%。
例1-3
取活性炭7Kg，膨胀蛭石5Kg，海泡石14Kg，沸石6Kg，粉煤灰 31Kg，合计63Kg，硫酸铵5Kg，水泥40Kg，各成分定量粉碎至粒度 为200目、混合、喷60℃热水造球、55℃凝结、常温固化，得粒径3mm， 微孔直径30μm微孔，比表面积180m2/g的复合填料。其中含基材 58.33%，造孔剂4.63%，水泥胶结剂37.03%。基材中个成分的含量： 活性炭11%，膨胀蛭石7.93%，海泡石22.22%，沸石9.52%，粉煤灰 49.2%。
例1-4
取活性炭13Kg，膨胀蛭石8Kg，海泡石17Kg，沸石8Kg，粉煤灰 24Kg，合计70Kg，硫酸铵3Kg，水泥30Kg，各成分定量粉碎至粒度 为200目、混合、喷60℃热水造球、55℃凝结、常温固化，得粒径3mm， 微孔直径30μm微孔，比表面积180m2/g的复合填料。其中含基材 67.96%，造孔剂2.91%，水泥胶结剂29.13%。基材中个成分的含量： 活性炭18.57%，膨胀蛭石11.43%，海泡石24.29%，沸石11.43%，粉 煤灰34.29%。
实施例2利用复合填料为微生物载体的污水处理
例2-1处理城市生活污水
用实施例1-2的复合填料，处理前污水水质为：CODCr280mg/L， BOD5125mg/L，SS184mg/L，NH3-N9mg/L，处理后CODCr28mg/L， BOD58mg/L，SS7mg/L，NH3-N5mg/L。
例2-2处理湖泊污水
用实施例1-3的复合填料，处理前污水水质为：CODCr48mg/L， BOD525mg/L，SS28mg/L，NH3-N7mg/L，处理后CODCr10mg/L， BOD52mg/L，SS1mg/L，NH3-N1mg/L。
例2-3处理化工厂工业污水
用实施例1-4的复合填料，处理前污水水质为：CODCr572mg/L， BOD530mg/L，SS97mg/L，NH3-N37mg/L，处理后CODCr85mg/L， BOD526mg/L，SS8mg/L，NH3-N9mg/L。
