專利名稱：一種以底泥及鉻渣為原料制備水處理濾料的方法
技術領域：
本發明涉及污水處理技術領域，具體涉及一種以底泥及鉻渣為原料制備水處理濾料的方法。
背景技術：
工業廢水的不規范排放，在城市工業區及一些大型城市的近郊區縣地區形成了大量排污河和污水庫，經過長時間的濃縮沉淀，大量重金屬及有毒物質積聚在底泥及堤壩土壤中，完全喪失了自凈化功能。近年來，隨著我國污水處理技術和設施的完善，天然水系的水質有了較大的改觀，但當水質較好時，底泥中吸附的污染物的釋放將成為影響水質的主要原因。因此，要根治水道的污染，底泥的疏浚勢在必行。然而疏浚底泥的處理處置問題一直是困擾環保界的一大難題。鉻渣是重鉻酸鹽產生過程中排放的副產物。因其中含有水溶性六價鉻而具有極大的毒性，如果不經過處理而露天堆放，對地下水源、河流或海域會造成不同程度的污染，嚴重的危害人體健康和動植物的生長。鉻渣的污染問題已經存在50多年了，國家也極為重視鉻渣的治理，但依然沒有找到有效解決的方法。另一方面，目前水處理濾料作為陶粒的一種，廣泛應用于曝氣生物濾池，厭氧生物濾池當中。但目前水處理濾料的主要材料為粘土、頁巖等天然資源，不僅制約原料生產，且對當地環境會造成極大危害。由于污染底泥的主要成分與粘土類似，故可作為主要原材料燒制水處理濾料。另一方面，鉻渣中的Ca、Mg、Fe、Al等元素是水處理濾料生產的有效補充材料，可降低焙燒溫度，增大陶粒強度；鉻渣中的Cr是微生物生長的微量元素，可促進微生物迅速生長。公開號CN102173850A介紹了一種以底泥為原料制備陶粒的方法，但其制備的陶粒在水處理方面性能一般，不具有生物促進功能。公開號CN102010225A也介紹了一種以底泥為原料制備陶粒的方法，但其制備的陶粒水處理性能也極為普通，也沒有在生產濾料的同時,處理掉鉻渣這種危險廢棄物。
發明內容
本發明克服現有技術的不足，提出了一種以底泥為原料制備水處理濾料的方法， 所述方法是在研究鉻渣還原解毒的同時，研發一種水處理材料。本發明的技術方案為一種以底泥為原料制備水處理濾料的方法，所述方法將底泥脫水干燥后，與鉻渣、頁巖、生物質和調理劑按一定比例混合，所述方法所述設備包括回轉窯、擠壓機和盤式造粒機，經過擠壓機和盤式造粒機處理后，得到料球，將料球在回轉窯中高溫焙燒，冷卻后制成高性能的水處理濾料，其體積比為12_20m2/g，所述的底泥指從江河、湖泊及海洋里清淤、疏浚上來的固體廢棄物。所述的調理劑為含有錳、鈷、硼、銅、鋅等微量元素的一種或幾種的混合物。本發明的方法具體包括以下步驟(I)將底泥進行脫水、風干，使其含水率在40%以下；取部分風干底泥使用回轉窯進行熱尾氣干燥，使含水率降至20%以下，破碎至100目以下；(2)將鉻渣磨碎過篩至100目以下；同時取生物質烘干或曬干、粉碎、過篩至60目以下； (3)將風干底泥、鉻渣、生物質、調理劑按一定比例混合混合，混勻的物料經過擠壓機后，制成半成品生料球；以半成品生料球作為母球放置于所述盤式造粒機中，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%的霧化水，與所述母球滾制成成品生料球；成品生料球各成分的含量范圍如下風干底泥占整個混合物的30-50%，干燥破碎底泥占整個混合物的30-50 %，鉻渣占整個混合物的10-15 %，生物質占整個混合物的2-5 %，調理劑占整個混合物的0-1% ;其中鉻渣與生物質之比小于5 I ；4)將所述成品生料球送入回轉窯在1050-1150°C高溫下還原焙燒30_60min，冷卻至室溫即制得多孔生物促進型的水處理濾料。本發明具有如下有益效果I)本發明的原材料主要為固體廢棄物，實現以廢治廢；2)本發明所得水處理濾料具有比表面積大，且具有促進微生物快速生長的功能；3)本發明在處理過程中實現了鉻渣的無害化，生物質的利用及還原氣氛使得六價鉻還原為低毒的三價鉻，同時高溫又將重金屬鉻封固在陶粒晶格中；而另一方面，水處理過程中鉻有成為微生物生長的微量元素；鉻渣中的CaCO3可有效增加陶粒的孔隙率，且增加陶粒的堿度。
具體實施例方式實例I 將底泥進行脫水、風干，使其含水率在40%以下；取部分風干底泥使用回轉窯熱尾氣干燥，使含水率降至20%以下，破碎至100目以下；將鉻渣磨碎過篩至100目以下；同時取生物質烘干或曬干、粉碎、過篩至60目以下；將底泥、鉻渣、生物質、調理劑混合，混勻后經滾壓造粒制成半成品生料球；以半成品生料球作為母球放置于盤式造粒機中，加入破碎后的干燥底泥粉末并加入占干燥底泥體積5-10%的霧化水，與母球滾制成成品生料球； 成品生料球添加比例為風干底泥30 %，干燥底泥45 %，鉻渣11. 5 %，生物質3 %，調理劑 O. 5% ；將生料球送入回轉窯中，在1050°C還原焙燒60min，冷卻至室溫即制得高性能水處理濾料。堆積密度950kg/m3，比表面積13. 2m2/g，應用于曝氣生物濾池可在5天內實現生物掛膜，比常規濾料時間縮短2-5天。實例2:將底泥進行脫水、風干，使其含水率在40%以下；取部分風干底泥使用回轉窯熱尾氣干燥，使含水率降至20%以下，破碎至100目以下；將鉻渣磨碎過篩至100目以下； 同時取生物質烘干或曬干、粉碎、過篩至60目以下；將底泥、鉻渣、生物質、調理劑混合，混勻后經滾壓造粒制成半成品生料球；以半成品生料球作為母球放置于盤式造粒機中，加入破碎后的底泥粉末并加入占干燥底泥體積5-10%的霧化水，與母球滾制成成品生料球； 成品生料球添加比例為風干底泥40 %，干燥底泥40 %，鉻渣15 %，生物質4. 5 %，調理劑
O.5% ；將生料球送入回轉窯中，在1150°C還原焙燒40min，冷卻至室溫即制得高性能水處理濾料。堆積密度750kg/m3，比表面積，應用于厭氧生物濾池可在10天內實現生物掛膜， 比常規濾料時間縮短5-10天。本發明在處理過程中實現了鉻渣的無害化，生物質的利用及還原氣氛使得六價鉻還原為低毒的三價鉻，同時高溫又將重金屬鉻封固在陶粒晶格中；而另一方面，水處理過程中鉻有成為微生物生長的微量元素；鉻渣中的CaCO3可有效增加陶粒的孔隙率，且增加陶粒的堿度。
權利要求
1.一種以底泥為原料制備高性能水處理濾料的方法，其特征在于包括如下步驟(1)將底泥進行脫水、風干，使其含水率在40%以下；取部分風干底泥使用回轉窯熱尾氣干燥，使含水率降至20%以下，破碎至100目以下；(2)將鉻渣磨碎過篩至100目以下；同時取生物質烘干或曬干、粉碎、過篩至60目以下；(3)將風干底泥、鉻渣、生物質及調理劑混合，混勻的物料經滾壓造粒制成半成品生料球；以半成品生料球作為母球放置于盤式造粒機中，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%的霧化水，與母球滾制成成品生料球；(4)將成品生料球送入回轉窯在1050-1150°C還原焙燒30-60min，冷卻至室溫即制得高性能水處理濾料。
2.根據要求I所述的以底泥及鉻渣為原料制備高性能水處理濾料的方法，其特征在于所述的底泥指從江河、湖泊及海洋里清淤、疏浚上來的固體廢棄物，也稱淤泥。
3.根據權利要求I所述的以底泥及鉻渣為原料制備高性能水處理濾料的方法，其特征在于，步驟(3)所述的制備成品生料球原料按以下重量百分比制得風干底泥30-50%，干燥底泥30-50 %，鉻渣10-15 %，生物質2-5 %，調理劑0-1 % ;其中鉻渣與生物質之比小于 5 I0
4.根據權利要求I所述的以底泥及鉻渣為原料制備水處理濾料的方法，其特征在于， 所述的調理劑為含有錳、鈷、硼、銅、鋅等微量元素的一種或幾種的混合物。
全文摘要
本發明涉及一種以底泥為原料制備水處理濾料的方法，所述方法將底泥脫水干燥后，與鉻渣、頁巖、生物質和調理劑按一定比例混合，所述方法所述設備包括回轉窯、擠壓機和盤式造粒機，經過擠壓機和盤式造粒機處理后，得到料球，將料球在回轉窯中高溫焙燒，冷卻后制成高性能的水處理濾料。本發明有益效果如下原材料主要為固體廢棄物，實現以廢治廢；所得水處理濾料具有比表面積大，且具有促進微生物快速生長的功能；處理過程中實現了鉻渣的無害化，鉻渣中的CaCO3可有效增加陶粒的孔隙率，且增加陶粒的堿度。
文檔編號C04B32/00GK102584172SQ20121002487
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月6日 優先權日2012年2月6日
發明者呂謀, 孫英杰, 張大磊, 李紅衛, 郭慶元 申請人:青島理工大學