專利名稱：一種混合型污泥陶粒陶砂曝氣盤及其制造方法
技術領域：
本發明涉及一種混合型污泥陶粒陶砂曝氣盤及其制造方法，屬于特種陶瓷技術領域。
背景技術：
曝氣是使空氣與水強制接觸的一種手段，其目的在于將空氣中的氧溶解于水中，
或者將水中不需要的氣體和揮發性物質放逐到空氣中。它是促進氣體與液體之間物質交換
的一種手段。污水處理廠最常采用曝氣法以充分混合污水、增加污水與氧的接觸面積從而
促進污水中生物充分降解，曝氣器的選用依據各有側重，主要考慮下列因素 ①空氣擴散裝置應具有較高的氧利用率和動力效率，具有較好的節能效果； ②不易堵塞，出現故障易排除，便于維護管理； ③構造簡單，便于安裝，工程造價及裝置本身成本都較低。 目前常用曝氣盤有塑料曝氣盤和橡膠曝氣盤。塑料曝氣盤一般用PE或SAN材料 制成多孔狀，具有重量輕，成本低等優點，但塑料曝氣盤強度低，容易老化變形， 一般大型處 理廠較少使用。橡膠曝氣盤一般選用三元乙丙合成橡膠膜片穿孔制成，三元乙丙橡膠彈性 較好，耐臭氧老化，耐酸堿等極性化學物質的特性也較好，但耐油性差，會降低使用壽命。
發明內容
本發明針對現有技術的不足，提供一種生產工藝簡單，成本低廉，原料來源廣泛， 機械強度高，使用壽命長的混合型污泥陶粒陶砂曝氣盤及其制造方法。 —種混合型污泥陶粒陶砂曝氣盤，包括承托層，在承托層上設有污泥陶粒層，污泥
陶粒層的上表面設置有污泥陶砂層。 所述的污泥陶粒層粘結在承托層上。 所述的污泥陶粒層上表面為中間高四周低的圓弧面。其圓弧面設計節約了推流的
動力，在相同的動力作用下大大提高了帶入水中的空氣量。 —種制備混合型污泥陶粒陶砂曝氣盤的方法，步驟如下 (1)將3 4重量份烘干后的粘土和1 2重量份干化后的污泥均勻混合、造粒、 干燥制得污泥混合顆粒； (2)將步驟(1)制得的污泥混合顆粒過4 5目篩，得粒徑為4.00 4.75mm的污 泥陶粒，將篩出的污泥殘粒過10 20目篩，得粒徑0. 850 2. OOmm的污泥陶砂；
(3)將步驟(2)制得的污泥陶粒與粘合劑混合，攪拌均勻，壓制形成污泥陶粒層， 其中粘合劑的添加量為污泥陶粒質量的5 7wt% ; (4)將步驟(2)制得的污泥陶砂與粘合劑均勻混合后均勻覆蓋于步驟(3)制得 的污泥陶粒層上表面，壓制成型，得生曝氣盤主體，其中粘合劑的添加量為污泥陶砂質量的 5 7wt % ; (5)將步驟(4)中的生曝氣盤主體烘干，將烘干后的生曝氣盤主體于1100 120(TC焙燒，冷卻至室溫后粘結在承托板上得混合型污泥陶粒陶砂曝氣盤。
所述的粘合劑為0. 5 lwt^的羧甲基纖維素鈉溶液。
所述步驟(1)中干燥條件為室溫下干燥20 26h。
所述步驟(3)和步驟(4)中的壓制壓力均為lOMPa。
所述步驟(5)中烘干條件為100 ll(TC烘干20 26h。 本發明具有生產工藝簡單，成本低廉，原料來源廣泛，因陶粒、陶砂密度小，內部多 孔，形態、成分較均一，且具一定強度和堅固性，因而由污泥和粘土制成的混合型陶粒陶砂 曝氣盤孔徑分布均勻，機械強度高，化學穩定性，耐腐蝕，抗凍性能和耐久性能好，使用壽命 長等。為污水生化處理及水產養殖等行業提供一種經濟、有效、環保的曝氣裝置。也為污泥 的高效資源化利用提供一種新途徑。
圖1是本發明的縱剖面構造圖。 其中，1 、進氣口 ， 2 、承托層，3 、污泥陶粒層，4、污泥陶砂層。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發明做進一步闡述，但本發明的保護范圍不限于此。
本發明實施例中所述造粒機購自長沙市中南制藥機械廠生產的DZ-20型造粒機； 烘干、干化等步驟如無特別說明，均采用本領域慣用技術。
實施例1 : —種混合型污泥陶粒陶砂曝氣盤，結構如圖1所示，在承托層2上設有污泥陶粒層 3，污泥陶粒層3的上表面設置有污泥陶砂層4。污泥陶粒層3粘結在承托層4上。污泥陶 粒層3上表面為中間高四周低的圓弧面。 使用時，氣體由進氣口 1進入，通過污泥陶粒層3及污泥陶砂層4后變為微小氣泡 冒出，達到良好的曝氣目的。 —種制備混合型污泥陶粒陶砂曝氣盤的方法，步驟如下 (1)將3重量份經烘干的干燥粘土和1重量份干化后污泥均勻混合、經造粒機造 粒、室溫下干燥24h制得污泥混合顆粒； (2)將步驟(1)制得的污泥混合顆粒過4目篩，得粒徑為4. 75mm的污泥陶粒，將篩 出的污泥殘粒過10目篩，得粒徑2. OOmm的污泥陶砂； (3)將步驟(2)制得的污泥陶粒與粘合劑混合，攪拌均勻，在lOMPa壓力下壓制形 成污泥陶粒層，其中粘合劑的添加量為污泥陶粒質量的5wt% ; (4)將步驟(2)制得的污泥陶砂與粘合劑均勻混合后均勻覆蓋于步驟(3)制得的 污泥陶粒層上表面，在10MPa壓力下壓制成型，得生曝氣盤主體，其中粘合劑的添加量為污 泥陶砂質量的5wt% ; (5)將步驟(4)中的生曝氣盤主體于105t:溫度下烘干24h，將烘干后的生曝氣盤 主體于IIO(TC焙燒，冷卻至室溫后粘結在承托板上得混合型污泥陶粒陶砂曝氣盤。
所述的粘合劑為0. 5wt^的羧甲基纖維素鈉溶液。 該混合型污泥陶粒陶砂曝氣盤充氧能力可達O. 16Kg 02/11，動力效率達5. 2Kg
4O乂kWh，氧利用率為25%，高于中國環境保護產品認定技術條件中"中、微孔曝氣器 (HCRJ031-1998)"認定的性能指標。
實施例2 : 如實施例1所述制備混合型污泥陶粒陶砂曝氣盤的方法，不同之處在于 步驟(1)中經烘干后的粘土 3. 5重量份，干化后的污泥1. 5重量份； 步驟(2)中將步驟(1)制得的污泥混合顆粒過4目篩，得粒徑為4.75mm的污泥陶
粒，將篩出的污泥殘粒過16目篩，得粒徑1. 18mm的污泥陶砂； 步驟(3)中粘合劑的添加量為污泥陶粒質量的6wt% ; 步驟(4)中粘合劑的添加量為污泥陶砂質量的6wt% ; 步驟(5)中焙燒溫度為1150°C。 使用的粘合劑為0. 8wt^的羧甲基纖維素鈉溶液。 該混合型污泥陶粒陶砂曝氣盤充氧能力可達0. 18Kg 02/h，動力效率達5. 8Kg O乂kWh，氧利用率為28%，高于中國環境保護產品認定技術條件中"中、微孔曝氣器 (HCRJ031-1998)"認定的性能指標。
實施例3 : 如實施例1所述的制備混合型污泥陶粒陶砂曝氣盤的方法，不同之處在于 步驟(1)中經烘干后的粘土 3. 25重量份，干化后的污泥1. 75重量份； 步驟(2)中將步驟(1)制得的污泥混合顆粒過5目篩，得粒徑為4.00mm的污泥陶
粒，將篩出的污泥殘粒過20目篩，得粒徑0. 850mm的污泥陶砂； 步驟(3)中粘合劑的添加量為污泥陶粒質量的7wt% ; 步驟(4)中粘合劑的添加量為污泥陶砂質量的7wt% ; 步驟(5)中焙燒溫度為1200°C ; 使用的粘合劑為lwt^的羧甲基纖維素鈉溶液。 該混合型污泥陶粒陶砂曝氣盤充氧能力可達0. 2Kg 02/h，動力效率達6. 0Kg02/ kWh，氧利用率為30%，高于中國環境保護產品認定技術條件中"中、微孔曝氣器 (HCRJ031-1998)"認定的性能指標。 塑料曝氣盤或橡膠曝氣盤的制作材料為塑料，由于塑料制品的容易老化，其使用 壽命一般為15個月到5年，本發明所使用的材料，基本上以無機硅酸鹽材料為主，材料的穩 定性好，不會產生老化問題，使用壽命可延長到10年以上。
權利要求
一種混合型污泥陶粒陶砂曝氣盤，包括承托層，其特征在于，在承托層上設有污泥陶粒層，污泥陶粒層的上表面設置有污泥陶砂層。
2. 如權利要求1所述的混合型污泥陶粒陶砂曝氣盤，其特征在于，所述的污泥陶粒層 粘結在承托層上。
3. 如權利要求1所述的混合型污泥陶粒陶砂曝氣盤，其特征在于，所述的污泥陶粒層 上表面為中間高四周低的圓弧面。
4. 一種制備混合型污泥陶粒陶砂曝氣盤的方法，其特征在于，步驟如下(1) 將3 4重量份烘干后的粘土和1 2重量份干化后的污泥均勻混合、造粒、干燥 制得污泥混合顆粒；(2) 將步驟(1)制得的污泥混合顆粒過4 5目篩，得粒徑為4. 00 4. 75mm的污泥陶 粒，將篩出的污泥殘粒過10 20目篩，得粒徑為0. 850 2. OOmm的污泥陶砂；(3) 將步驟(2)制得的污泥陶粒與粘合劑混合，攪拌均勻，壓制成污泥陶粒層，其中粘 合劑的添加量為污泥陶粒質量的5 7wt% ;(4) 將步驟(2)制得的污泥陶砂與粘合劑均勻混合后均勻覆蓋于步驟(3)制得的污 泥陶粒層上表面，壓制成型，得生曝氣盤主體，其中粘合劑的添加量為污泥陶砂質量的5 7wt% ;(5) 將步驟(4)中的生曝氣盤主體烘干，將烘干后的生曝氣盤主體于1100 120(TC焙 燒，冷卻至室溫后粘結在承托板上得混合型污泥陶粒陶砂曝氣盤。
5. 如權利要求4所述的制備混合型污泥陶粒陶砂曝氣盤的方法，其特征在于，所述的 粘合劑為0. 5 lwt^的羧甲基纖維素鈉溶液。
6. 如權利要求4所述的制備混合型污泥陶粒陶砂曝氣盤的方法，其特征在于，所述步 驟(1)中干燥條件為室溫下干燥20 26h。
7. 如權利要求4所述的制備混合型污泥陶粒陶砂曝氣盤的方法，其特征在于，所述步 驟(3)和步驟(4)中壓制壓力均為10MPa。
8. 權利要求4所述的制備混合型污泥陶粒陶砂曝氣盤的方法，其特征在于，所述步驟 (5)中烘干條件為100 ll(TC烘干20 26h。
全文摘要
本發明涉及一種混合型污泥陶粒陶砂曝氣盤及其制造方法。該混合型污泥陶粒陶砂曝氣盤直接以污泥和粘土作為主要原料，經混合、造粒、干燥、篩分制得污泥陶粒和污泥陶砂。污泥陶粒與粘合劑混合攪拌均勻，壓制形成污泥陶粒層，污泥陶砂與粘合劑均勻混合后覆蓋于污泥陶粒層上表面，壓制成生曝氣盤主體，烘干后于1100～1200℃中焙燒成曝氣盤主體。將曝氣盤主體粘結在承托板上即得混合型污泥陶粒陶砂曝氣盤。本發明生產工藝簡單，成本低廉，原料來源廣泛，曝氣盤孔徑分布均勻，機械強度高，化學穩定性好，使用壽命可達10年以上。為污水生化處理及水產養殖等行業提供一種經濟、有效、環保的曝氣裝置。
文檔編號C04B35/622GK101767869SQ200910255809
公開日2010年7月7日 申請日期2009年12月30日 優先權日2009年12月30日
發明者岳欽艷, 李文紅, 郗斐, 高寶玉, 高悅, 齊元峰 申請人:山東大學