專利名稱：：曝氣生物濾池處理污水的濾料及其制備方法
技術領域：
：本發明主要涉及一種處理污水的濾料，尤其涉及在曝氣生物濾池處理污水工藝中使用的濾料。
背景技術：
：在曝氣生物濾池處理污水工藝中，按密度大小可把濾料分為密度大于1和小于1兩種，目前用于制作濾料的主要材料有活性炭、石英砂、陶粒及沸石等無機硬性材料和聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、PVC等有機硬性材料。大多數無機類濾料機械強度相對艦，比表面積較大，如活性炭為500900mVg、沸石為10.215.0m2/g、陶粒為3.14.2m7g;但大部分無機濾料密度過大，如石英砂為2.52.7g/cm3、沸石為2.0~2.3g/cm3、陶粒為2.5~2.6g/cm3,造成工藝運行及反沖洗鵬中能耗相對較大;有機濾料密度適中，如塑料填料為1.38g/cm3、纖維球為1.38g/cm3、鮑爾環為0.45~0.67g/cm3，是目前具有發展前途的濾料,但大部分有機濾料比表面積相對較小且價格昂貴，如鮑爾環為66350m2/m3、階梯環為63108m2/m3、聚氯乙烯蜂窩狀填料為99236m2/m3，造成整個工藝效率降低及設備成本升高。近來研發出了一種輕質多孔生物陶粒濾料，它是一種以黏土、煉鋼廠煉鋼赤泥為主要原料，添加某種造孔劑，經造粒成型、高溫燒結，制備成表面粗糙、比表面積大、空隙率高、外表堅硬的陶粒。其形狀為球形，粒徑為46線表觀密度為1.4~2.28/011:'，比表面積為9.2m7g，是現今研究^ffi最普遍的生物濾料，其價格較髙。
發明內容本發明的目的在于對現有技術的不足之處而提供一種曝氣生物濾池處理污水的濾料，該濾料成本低，濾料密度適中，表面粗糙多孔，孔洞的孔徑成梯度分布，顆粒浸泡于水中的抗沖擊能力不會降低，且不含對人、微生物和生態環境有害的物質，污水處理效率高。本發明的目的可以通過采用以下技術方案來實現一種曝氣生物濾池處理污水的濾料，所述濾料原料組成包括有粉煤灰6075%、硅酸鹽7jC泥1020%、生石灰1020%、石膏35%、脫脂鋁粉0.060.08%。所述的曝氣生物濾池處理污水的濾料，所述的濾料顆粒粒徑為412mm。一種曝氣生物濾池處理污水的濾料的制備方法，其制備步驟是1)制漿先將硅酸鹽水泥10~20%、生石灰1020%、石膏35%混合，再將粉煤灰60~75%加入混合均勻，加7jC制漿，7jC料比為0.60.7;2)攪拌:將步驟1制得的料漿攪拌3040min后再加入脫脂鋁粉0.06~0.O挑攪拌3040s;3)澆注在溫度為2570r的條件下，在模中澆注料漿，靜停23h;4)切割成型；使用切割機將澆注體切割成邊長為514mm的方塊；5)高壓蒸養在蒸壓釜中1213個大氣壓、溫度為185200X:，維持8h;6)球磨。所述的曝氣生物濾池處理污水的濾料的制備方法，所述步驟還包括有在步驟3之后為歩驟5，在歩驟5之后為以下歩驟破碎篩分將以上歩驟制得粉煤灰加氣混凝土^m碎，滾磨去棱角，篩分，使其粒度為4~12mm。本發明成分分析結果粉煤灰加氣混凝土顆粒表面經掃描電鏡能譜圖，見圖1，顯示粉煤灰加氣混凝土顆粒所含主要化學元素質量百分比為Ca為42.6%~53.2%;Si為15.3%~21%;A1為6.3%6.4%;Fe為2.5%4.6%;K為1.7%~2.1%;Mg為0.6%0.7%。驗證本發明應用效能的技術方案將^^加氣混凝土砌塊^過程中的產品邊角廢塊、粉煤灰加氣混凝土砌塊建筑物廢棄物破碎成所需粒徑顆粒，然后將其填裝于柱式曝氣生物濾池中，通入清水運行一段時間以清洗掉濾料表面的雜物，清洗完畢再進行室內掛膜及生活污水處理試驗，確定最佳運行^#下污染物去除效果.。此粉煤灰加氣混凝土顆粒為不規則形狀，顆,徑為412mrn，比表面積為9.0~10.0mVg，表觀密度為1.31.5g/cm3。使用掃描電鏡觀察粉駄加氣混凝土顆粒表面具有許多L洞，孔洞大致呈梯度分布，最大孔徑為300500um、最小L徑為110um，而且本發明濾料表面小孔洞邊緣及外部形成許多結構性孔洞。試驗運行階段，直接通入生活污水處理廠初沉池出水。先固忠K力負荷(15.36mVra2(!),以不同氣水比(1/4、1/2、1、2、4、8)進^:3^^!^得出結果見圖2,皿COD及NH:,-N最髙平均去除糊^S^n7K比為2;縱固定nzK比為2，以不同7jC力負荷(3.84、7.68、15.36、30.72及61.44mVm、d)^m^出結果見圖3，娜COD及NHs-N最高平均去除輛定最^7jC力負荷為15.36m3/m2'd。在最#^且合的尺比、水力負荷分別為215.36m3/m2'd下運fil尋出結果見圖4,有鵬荷^^在4.235.04kgC0D/m3d之間，C0D、風-N平均去除率分別超lj75.394、96.4%，出7jC中CQD、NHrN平;f^g分別為42.7mg/L、0.87mg/L。以下為本發明的^fc^，進""^說明本發明的，。表l不同^7jC比下C0D、NHtN去除率<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表2不同水力負荷下COD、NH3-N去除率<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表3不同進水濃度下污染物去除效果<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>本發明濾料具有作為曝氣生物濾池濾料的一般特性a)由于本發明濾料內部形成許多密閉空間且水較難進入其中部分空間，表觀密度(1.3~1.5g/cm3)較小；b)表面粗糙多孔、比表面積大；c)浸泡于水中會繼續發生硬化，所以它在水中的抗沖擊能力不會斷氐；d)其主要化學元素組成為Si、Al、Fe、Ca、K、Mg，不含對人、微生物和生態環境有害的物質。本發明濾料所具有的獨特優點a)表面孔洞的孔徑成梯度分布，且大部分孔洞孔徑為5um左右，有利于微生物生長及提高傳質效率；b)表面小孔洞邊緣及外部形成許多結構性孔洞，有利于微生物的截留固定；c)從粉煤灰加氣砌塊生產時的產品邊角廢塊及粉煤灰加氣砌塊建筑物廢棄物中取得的，其制作成本為有機濾料的1/101/50、無機濾料的1/21/7;d)應用于曝氣生物濾池處理污水工藝還可以實現固廢資源化再利用。本發明的有益效果是在最佳氣水比和水力負荷條件下，應用本發明濾料處理生活污水，在進水平均濃度為176mg/L時，C0D平均去除率為75.3%，出水平均濃度為42.7mg/L;NHW平均去除率為96.4%,出水平均濃度為0.87rag/L，出水滿足污水排放GB18918-2002—級A標準。圖1為本發明濾料表面掃描電鏡能譜圖；圖2為本發明不同氣水比下C0D、鵬-N去除率變化曲線圖；圖3為本發明不同水力負荷下C0D、NH3-N去除率變化曲線圖；圖4為本發明進7jCC0D對C0D、NHrN去除率的影響曲線圖。具體實施例方式以下結合附圖所示之最佳實施例作進一步詳述實施例1,一種曝氣生物濾池處理污水的濾料,包括有粉煤灰60%、硅酸鹽水泥15%、生石灰20%、石膏4.94%、脫脂鋁粉0.06%，水料比0.7。所述的曝氣生物濾池處理污水的濾料，所述的濾料顆粒粒徑為412nnn。實施例2，一種曝氣生物濾池處理污水的濾料，包括有粉煤灰70%、硅酸鹽水泥10%、生石灰15%、石膏4.92%、脫脂鋁粉0.0挑，水料比0.7，還添加了發泡穩定劑和其他調節劑。所述原材料應符合以下要求-1.粉煤灰應符合《硅酸鹽建筑制品用粉煤灰》(JC409-1991)標準中的I、II級粉煤灰的要求，細度小于8%15%(80um方孔篩篩余)。2.生石灰A-CaO(有效氧化鈣)50%65%,Mg0<8%，消化速度1030min,消解溫度5070"C,細度<15%(80um方孔,余)。3.水泥宜用硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽7JC泥4.石膏S03>40%，細度<17%(80um方孔篩篩余)5.鋁粉有帶脂干鋁粉和膏狀鋁粉兩種，其質量以活性鋁含量，蓋水面積發氣曲線來衡量，應符合國家標準《發氣鋁粉》(GB2084-1980)要求，使用帶脂干鋁粉時，還需要使用脫脂劑來去掉鋁粉表面油脂，一般使用高級脂肪酸-環氧乙烷(平平加)，丁二萘磺酸鈉(拉開粉)，合成洗滌劑等表面活性劑來脫脂。6.發泡穩定劑使用的有皂螢粉，可溶油，氧化石蠟皂等。7.其他調節劑為了提髙發氣速度可kffi燒堿、碳酸氨鈉等調節劑，為了延緩開始發氣時間，避免發氣過大，可使用水玻璃調節劑等。實施例3，一種曝氣生物濾池處理污水的濾料，包括有粉煤灰75%、硅酸鹽水泥10%、生石灰10%、石膏4.96%、脫脂鋁粉0.06%,7乂料比0.6。實施例4，按實施例1-3的配比，制備方法如下1)制漿先將硅酸鹽水泥1020%、生石灰1026%、石膏35%混合，再將粉煤灰60759b加入混合均勻，加水制漿，水料比為0.60.7:2)攪拌將步驟1制得的料漿攪拌3040rain后再加入脫脂鋁粉0.060.08%攪拌3040s;3)潘注在溫度為257(TC的釗牛下，在模中澆注料漿，靜停23h;4)切割成型；使用切割機將澆注體切割成邊長為514mm的方塊；5)高壓蒸養在蒸壓釜中1213個大氣壓、溫度為185200",維持8h:6)球磨。實施例5:按施例1-3的配比，制備方法如下1)制漿先將硅酸鹽水泥1020%、生石灰1020%、石膏35%混合，再將粉煤灰607596加入混合均勻，加水制漿，7K料比為0.60.7;2)攪拌將步驟1制得的料漿攪拌3040min后再加入脫脂鋁粉0.060.08%攪拌3040s;3)澆注在溫度為2570X:的條件下，在模中澆注料漿，靜停23h;4)高壓蒸養在蒸壓釜中1213個大氣壓、溫度為185200X:，維持8h;5)破碎篩分將以上歩驟制得粉煤灰加氣混凝土塊破碎，滾磨去棱角，篩分，使其粒度為4~12咖。實施例6:—種曝氣生物濾池處理污水的濾料，應用破碎機將粉煤灰加氣混凝土砌塊生產過程中的產品邊角廢塊或粉煤灰加氣砌塊建筑物廢棄物破碎成小顆粒，然后應用篩孔為4nim和12mm的兩種篩子過篩，取能透過12mm篩孔而被4mm篩孔篩子截留下來的那部分顆粒即為所需濾料。在濾料使用中，還需經過濾料掛膜過程，在掛膜期間，用污水處理廠二沉池濃縮活性污泥配成活性污泥溶液，對曝氣生物濾池工藝進行接種。保持流量6L/h、曝氣量8L/h，將垃圾填埋場生活污水、滲瀝液、清水按一定比例混合依次間歇通入曝氣生物濾池，比例依次為29:1:0、28:2:12、27:3:15。在一定比例連續運行的情況下，當出水中的COD處理率達到穩定時，依次更換下一比例。最終混合污水中COD處理率基本穩定在60%左右表明掛膜結束。可清楚的觀察到掛膜后，本發明濾料表面附著一層致密的網狀生物膜，經分析主要為硝化菌形成的生物膜。權利要求1.一種曝氣生物濾池處理污水的濾料，其特征是所述濾料原料組成包括有粉煤灰60～75％、硅酸鹽水泥10～20％、生石灰10～20％、石膏3～5％、脫脂鋁粉0.06～0.08％。2.如權利要求1所述的曝氣生物濾池處理污水的濾料，其特征是所述的濾料顆粒粒徑為412mm。3.—種曝氣生物濾池處理污水的濾料的制備方法，其制備步驟是1)制漿先將硅酸鹽水泥1020%、生石灰10~20%、石膏35%混合，再將粉煤灰60~7諷加入混合均勻，加水制槳，水料比為0.60.7！2)攪拌:將步驟1制得的料漿攪拌3040min后再加入脫脂鋁粉0.060.08%攪拌3040s;3)澆注在溫度為2570"C的條件下，在模中澆注料漿，靜停23h;4)切割成型；使用切割機將澆注體切割成邊長為514ram的方塊；5)高壓蒸養在蒸壓釜中1213個大氣壓、溫度為185200'C，維持8h;6)球磨。4.如權利要求3所述的曝氣生物濾池處理污水的濾料的制備方法，其特征是所述步驟還包括有在步驟3之后為步驟5，在步驟5之后為以下步驟破碎篩分將以上步驟制得粉煤灰加氣混凝土塊破碎，滾磨去棱角，篩分，使其粒度為412咖。全文摘要本發明主要涉及一種處理污水的濾料，尤其涉及在曝氣生物濾池處理污水工藝中使用的濾料。一種曝氣生物濾池處理污水的濾料，其特點是所述濾料原料組成包括有粉煤灰60～75％、硅酸鹽水泥10～20％、生石灰10～20％、石膏3～5％、脫脂鋁粉0.06～0.08％。其制備步驟是制漿、攪拌、澆注、切割成型、球磨。在最佳氣水比和水力負荷條件下，應用粉煤灰加氣混凝土顆粒曝氣生物濾池處理生活污水，在進水平均濃度為176mg/L時，COD平均去除率為75.3％，出水平均濃度為42.7mg/L；NH<sub>3</sub>-N平均去除率為96.4％，出水平均濃度為0.87mg/L，出水滿足污水排放GB18918-2002一級A標準。文檔編號C04B22/14GK101229946SQ20071030653公開日2008年7月30日申請日期2007年12月29日優先權日2007年12月29日發明者曾正中,王厚成,王建博申請人:蘭州大學