一種蛇紋石生物濾料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于污水處理用生物濾料技術領域。具體涉及一種蛇紋石生物濾料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]我國蛇紋石礦產資源儲量豐富，分布范圍很廣。目前年開采量約為200?300萬噸，主要用作鈣鎂磷肥的原料，少量用作耐火材料、土壤改良和建筑材料的原材料，但其利用率仍然較低。
[0003]隨著經濟發展的推進，輸電線路已在全國范圍內普及。同時，對輸電線路的能耗損失要求也在逐步提升，電瓷材料一旦在生產或使用過程中產生裂紋或介電性能不達標，則會被淘汰成為電瓷廢料。目前，電瓷廢料仍是以堆積存放的形式回收，造成資源的浪費。
[0004]隨著水污染的日益加劇，傳統的污水處理工藝很難達到要求，污水處理成為亟待解決的問題。目前所采用的污水處理方法主要有吸附法和生物法，常用吸附劑有活性碳、陶粒、沸石和硅藻土等;生物法是借助微生物或植物的絮凝、吸收累積和富集等作用，使廢水中的有機污染物和無機污染物轉化為穩定、無害的物質。把微生物吸附在陶粒上處理廢水，能結合吸附法和生物法處理廢水的優勢，構成一種高效、快速和連續的廢水處理系統，可以回收陶粒，有效地減少了二次污染。
[0005]目前所制備的大多數生物濾料的孔結構單一，限制了微生物在不同生命階段對生活環境的需求；只考慮其比表面積對微生物掛膜的影響，未考慮濾料本身能否為微生物提供所需的營養物質。如“一種用于廢水處理球型煤質微孔生物濾料的制造方法”(CN1548385A)專利技術，該技術以粘結性煤或弱粘結性煤為主要原料，經粉碎后加入粘結劑，造粒，干燥，燒結后得到球型煤質微孔生物濾料。其缺點為:(I)所制備的生物濾料的孔結構單一，未考慮微生物不同生長階段所需要的孔結構；(2)所制備的生物濾料未能為微生物棲息提供合適的營養物質。又如“一種利用煤矸石制備的沸石陶粒濾料及其制備方法”(CN104069690A)專利技術，該技術將煤矸石粉料、造孔劑和水混合均勻后造粒成型，將得到的球型生料燒結后經過表面除釉、NaOH水熱處理和水洗等，得到最終的沸石陶粒濾料。這種方法所制備的生物濾料雖然具有多級復合孔結構，其原料中含有微生物所需要的金屬離子，但其工藝復雜。
【發明內容】
[0006]本發明旨在克服現有技術缺陷，目的是提供一種成本低廉、生產工藝簡單和節能環保的蛇紋石生物濾料制備方法；用該方法所制備的蛇紋石生物濾料比表面積大、利于微生物掛膜和適宜微生物生長。
[0007]為實現上述目的，本發明所采用的技術方案是:以30?62wt%的蛇紋石原礦細粉、30?60的％的低壓電瓷廢料細粉和8?10被％的福建泥為原料，外加所述原料50?60wt%的造孔劑，混合均勻，即得混合料。將所述混合料置于造粒機中，再加入混合料60?70wt%的水玻璃溶液，造粒，得到粒徑為3~15mm的球形生坯。然后將所述球形生坯在90?110°C條件下干燥12?24h，在1000°01100°C條件下保溫I?5h，制得蛇紋石生物濾料。
[0008]所述蛇紋石原礦細粉的粒徑<0.088mm;蛇紋石原礦細粉的主要化學成分是:MgO為 30?45wt%，Si02 為 30?40wt%，Fe203 為 7?10wt%，Ca0 為 0.2~0.3wt%。
[0009]所述低壓電瓷廢料細粉的粒徑<0.074mm;低壓電瓷廢料細粉的主要化學成分是:S12 > 70.09wt%,Al2O3 > 24.37wt%,K20 < 2.66wt%,Ti02 < 0.5wt%,Fe2O3 < I.60wt%，灼減率<0.37wt%o
[0010]所述的福建泥的粒徑< 0.074mm;福建泥的化學成分是:S12 > 30.99wt%,Al2O3 >40.98wt%,K20 < 0.71 wt%, Na2O < 0.10wt%,Ca0 < 0.62wt%,Fe2O3 < 1.82wt%，灼減率 <19.10wt%o
[0011]所述造孔劑為鋸末、糠和炭粉中的一種，粒徑< 0.088_。
[0012]所述水玻璃溶液的濃度為20?30wt%。
[0013]由于采用上述技術方案，本發明具有以下積極效果:
1、本發明所制備的生物濾料，其中的孔是由蛇紋石燒成過程中脫羥基所形成的微孔以及造孔劑燒失所產生的孔組成，具有多級復合孔結構，能增大濾料的比表面積，不僅利于為微生物不同生長階段提供適宜的生存環境，且利于微生物掛膜。
[0014]2、本發明所采用的原料蛇紋石原礦細粉具有較高的鎂離子和鐵離子含量，為微生物的生長提供了優良的營養環境。鎂在糖酵解、呼吸、氧化磷酸化等過程中起重要作用，是各種激酶、檸檬酸裂合酶、異檸檬酸脫氫酶、堿(酸)性磷酸酶等的輔助因子，是多種激酶的激活劑;元素鐵存在于細胞色素、鐵氧還蛋白和鐵硫蛋白中，是氧化還原載體，又是一些酶的(脫羧酶)輔助因子，是電子傳遞鏈的組成部分，能使氨氮氧化的中間物質羥氨在脫羥酶的作用下所釋放的兩個電子經電子傳遞鏈傳給氧磷酸化以產生能量。硝化細菌的細胞多具有復雜的膜內褶結構(薄片狀、囊泡狀和核管狀)，鐵離子能夠加大細胞膜的滲透性，從而加快營養物質的吸收速度。鐵離子的存在利于微生物的絮凝和沉積。
[0015]3、本發明工藝簡單，提高了蛇紋石綜合利用水平，并且采用低壓電瓷廢料作為原料，變廢為寶，節約了資源。
[0016]因此，本發明具有成本低廉、生產工藝簡單和節約能源的特點，所制備的生物濾料比表面積大、利于微生物掛膜和適宜微生物生長。
[0017]【具體實施方式】:
下面結合實施例對本發明作進一步的描述，并非對其保護范圍的限制:
為避免重復，先將本【具體實施方式】所涉及的原料統一描述如下，實施例中將不贅述:所述蛇紋石原礦細粉的粒徑< 0.088mm;蛇紋石原礦細粉的主要化學成分是:MgO為30?45wt%，Si02*30~40wt%，Fe203*7~10wt%，Ca0S0.2?0.3wt%。
[0018]所述低壓電瓷廢料細粉的粒徑<0.074mm;低壓電瓷廢料細粉的主要化學成分是:S12 > 70.09wt%,Al2O3 > 24.37wt%,K20 < 2.66wt%,Ti02 < 0.5wt%,Fe2O3 < I.60wt%，灼減率<0.37wt%o
[0019]所述的福建泥的粒徑< 0.074mm;福建泥的化學成分是:S12 > 30.99wt%,Al2O3 >40.98wt%,K20 < 0.71 wt%, Na2O < 0.10wt%,Ca0 < 0.62wt%,Fe2O3 < 1.82wt%，灼減率 <19.10wt%o
[0020] 所述鋸末、糠和炭粉中的粒徑< 0.088mm。
[0021 ] 實施例1
一種蛇紋石生物濾料及其制備方法。以30?38wt%的蛇紋石原礦細粉、53?60wt%的低壓電瓷廢料細粉和9?10^%的福建泥為原料，外加所述原料50?55的％的造孔劑，混合均勻，即得混合料。將所述混合料置于造粒機中，再加入混合料60?65^%的水玻璃溶液，造粒，得到粒徑為3~7mm的球形生坯。然后將所述球形生坯在90?100°C條件下干燥12?18h，在1000°01050°C條件下保溫I?2h，制得蛇紋石生物濾料。
[0022]本實例中:水玻璃濃度為20?25被％;造孔劑為鋸末。
[0023]實施例2
一種蛇紋石生物濾料及其制備方法。以38?46wt%的蛇紋石原礦細粉、46?53wt%的低壓電瓷廢料細粉和8?9的％的福建泥為原料，外加所述原料55?60的％的造孔劑，混合均勻，即得混合料。將所述混合料置于造粒機中，再加入混合料65?70的％的水玻璃溶液，造粒，得到粒徑為7?11111111的球形生坯。然后將所述球形生坯在100~110°(3條件下干燥18~2411，在1050°01100°C條件下保溫2?3h，制得蛇紋石生物濾料。
[0024]本實例中:水玻璃濃度為25?30wt%;造孔劑為糠。
[0025]實施例3
一種蛇紋石生物濾料及其制備方法。以46?54wt%的蛇紋石原礦細粉、38?45wt%的低壓電瓷廢料細粉和8?9的％的福建泥為原料，外加所述原料50?55的％的造孔劑，混合均勻，即得混合料。將所述混合料置于造粒機中，再加入混合料60?65^%的水玻璃溶液，造粒，得到粒徑為11?15mm的球形生坯。然后將所述球形生坯在90?100°C條件下干燥12?18h，在1000°01050°C條件下保溫3~4h，制得蛇紋石生物濾料。
[0026]本實例中:水玻璃濃度為20?25被％;造孔劑為炭粉。
[0027]實施例4
一種蛇紋石生物濾料及其制備方法。以54?62wt%的蛇紋石原礦細粉、30?37wt%的低壓電瓷廢料細粉和8?9的％的福建泥為原料，外加所述原料55?60的％的造孔劑，混合均勻，即得混合料。將所述混合料置于造粒機中，再加入混合料65?70的％的水玻璃溶液，造粒，得到粒徑為3?7mm的球形生坯。然后將所述球形生坯在100?110°C條件下干燥18?24h，在1050°01100°C條件下保溫4?5h，制得蛇紋石生物濾料。
[0028]本實例中:水玻璃濃度為25?30wt%;造孔劑為糠。
[0029]實施例5
一種蛇紋石生物濾料及其制備方法。以30?38wt%的蛇紋石原礦細粉、53?60w