專利名稱：一種用于水處理的生物活性濾料及其焙制工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種于水處理的生物活性濾料及其焙制工藝，屬環境工程水處理技術領域。
(二)技術背景曝氣生物濾池處理污水是八十年代末和九十年代初興起的污水處理新工藝，已在歐美和日本廣為流行。其濾料多采用玻璃鋼或塑料蜂窩填料、立體波紋濾料、軟性纖維濾料、半軟性濾料、和不規則粒狀濾料、砂、碎石、礦渣、焦炭、無煙煤等。玻璃鋼或塑料填料表面光滑，生物膜附著力差，易老化，且在實際使用中往往容易產生不同程度的填料堵塞；軟性填料中的水流流態不理想，易被生物膜粘結在一起，產生結球現象，從而降低其比表面積，使結球內部產生厭氧作用，影響處理效果。不規則粒狀填料水流阻力大，易引起氧化池阻塞。我國也有應用片狀陶瓷處理微污染水源水的研究，盡管片狀陶瓷掛膜性能良好，但水流阻力大，容易堵塞，強度差，易破碎，不耐水沖刷。正是由于這些傳統接觸填料存在一定的缺陷，限制了曝氣生物濾池在我國的應用。
發明內容本發明針對現有技術的不足，提供一種用于水處理的生物活性濾料及其焙制工藝。
本發明的技術方案如下本發明的用于水處理的生物活性濾料以粘土為主要原料，0.1～0.35‰的木質素和0.1～0.35‰磺酸鹽作為塑化劑，2～4‰的聚乙烯醇作為發泡劑，均為重量比.以粘土總重量計。
一種用于水處理的生物活性濾料的焙制工藝，將上述各組分按比例混合，進行燒制，焙制工藝包括干燥、預熱和焙燒三個階段，并采用差熱法進行配熱。
a.干燥階段，溫度控制在60℃，干燥過程持續兩個小時；b.預熱階段，干燥后用1.5個小時逐漸升溫到600℃，預熱1小時；c.焙燒階段，預熱后升溫到1250℃，焙燒1個小時，然后讓其在窯內自然通風冷卻。
根據曝氣生物濾對陶粒理化性能的要求，我們以密度、堆積密度、脆度、孔隙率、酸溶率等參數符合要求為目的，對陶粒進行配方。將原料的化學成分調整到具有較高的膨脹性，同時確保陶粒產品具有高耐磨性、強度和化學穩定性。
陶粒的燒制過程中有干燥、預熱和焙燒三道工序，對于這三道工序的時間和溫度需要嚴格地控制。當溫度低時，陶粒表面出現瓷化，屬于欠燒；當溫度過高時，粘上開始出現液相，顆粒之間相互粘結，屬于過燒。另外，在配熱方法上，應采用差熱法，即中部料少配熱，邊部料多配熱。這是立窯固有的邊風過剩及窯壁散熱問題，造成邊部熱損失較大的原因。差熱配煤，對焙燒陶粒來說，在工藝上容易實現。以下是它的物理性能指標本發明生物活性濾料物理性能指標粒徑堆積密度 密度 孔隙率 磨損率 不均勻鹽的可溶 比表面積(mm)(g/m3) (g/m3) (％)(％)系數 率(％)(cm2/g)0.5-30 0.7-1.2 1.2-2.5 55-58 ≤1.62 K80＝1.8 ≤0.8 2×104-1.5×105本發明生物活性濾料在生產出來后還必需對其進行生物改性，通過投加營養物質促使微生物在濾料表面生長和固著，以改變濾料的理化和生物性能。具體方法是采用過濾方法，向濾池投加營養，濾速從2m/h逐漸提高，連續運行，監測進出水水質變化。當濾速達到8m/h，CODMn和NH3-N去除率高于50％時，本發明生物活性濾料的生物改性成功，可以投入正常運行。
本發明的生物活性濾料具有強度大、孔隙率大、比表面積大、化學穩定性好，與石英砂、無煙煤渣等濾料相比，具有生物附著性強、掛膜性能良好、水流流態好、反沖洗容易、截污能力強等優點。
投加了新型生物活性濾料的曝氣生物濾池，COD容積負荷最高可以達到6kg/m3.d，微生物量可以達到10g/L，出水COD＜50mg/L，NH3-N＜1.0mg/L，氣水比為3∶1，比傳統的活性污泥法節省曝氣量50％。經過兩年的運行后，濾料仍然保持原有的理化特性。自來水廠采用新型生物活性濾料后，生產出水色度明顯降低，CODcr、NH3-N去除率分別達到66％和70％，出水濁度小于1.0NTU。處理出水完全達到自來水的飲用標準。
具體實施方式
實施例1根據曝氣生物濾對陶粒理化性能的要求以及粘土的分析結果，以粘土為主要原料，加入0.15‰木質素和0.15‰磺酸鹽作為塑化劑，與2‰聚乙烯醇進行配合，將原料的化學成分調整到具有較高膨脹性，同時確保陶粒產品具有高耐磨性、強度和化學穩定性。陶粒在焙制過程中需要嚴格控制焙燒溫度，在干燥階段溫度一般控制在60℃，干燥時間以兩個小時為宜；然后逐漸升溫到600℃，升溫過程不宜過快，以1.5個小時為宜。在預熱階段時間可以稍短些，一般1個小時就可以；然后逐漸升溫到1250℃，焙燒1個小時后，讓其在窯內自然通風冷卻。在配熱方法上，應采用差熱法，即中部料少配熱，邊部料多配熱。
實施例2如實施例1所述，所不同的是以粘土為主要原料，加入0.3‰木質素和0.3‰磺酸鹽作為塑化劑，與4‰聚乙烯醇進行配合，進行焙燒。
實施例3如實施例1所述，所不同的是以粘土為主要原料，加入0.1‰木質素和0.15‰磺酸鹽作為塑化劑，與2.5‰聚乙烯醇進行配合，進行焙燒。
權利要求
1.一種用于水處理的生物活性濾料，其特征在于該生物活性濾料以粘土為主要原料，0.1～0.35‰的木質素和0.1～0.35‰磺酸鹽作為塑化劑，2～4‰的聚乙烯醇作為發泡劑，均為重量比。
2.一種權利要求1所述的用于水處理的生物活性濾料的焙制工藝，其特征在于將各組分按比例混合，進行燒制，焙制工藝包括干燥、預熱和焙燒三個階段，并采用差熱法進行配熱a.干燥階段，溫度控制在60℃，干燥過程持續兩個小時；b.預熱階段，干燥后用1.5個小時逐漸升溫到600℃，預熱1小時；c.焙燒階段，預熱后升溫到1250℃，焙燒1個小時，然后讓其在窯內自然通風冷卻。
全文摘要
一種用于水處理的生物活性濾料及其焙制工藝，屬環境工程水處理技術領域。生物活性濾料以粘土為主要原料，加入木質素和磺酸鹽塑化劑和聚乙烯醇發泡劑，通過焙制工藝和生物技術改性使濾料具有生物活性。本發明的生物活性濾料COD容積負荷最高可以達到6kg/m
文檔編號B01D39/20GK1546398SQ20031010559
公開日2004年11月17日 申請日期2003年12月11日 優先權日2003年12月11日
發明者胡文容, 段明秀 申請人:山東大學, 濟南十方環保有限公司