專利名稱：用于污水處理生物膜工藝的復合填料的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于污水處理生物膜工藝的復合填料，更具體地說，涉及一種適合于處理城市生活污水、湖泊及河流微污染水以及各種工業廢水處理系統的應用生物膜工藝的復合填料。
背景技術：
在現有技術中，生物膜工藝是污水處理中常用的工藝技術，該工藝是具有運行穩定、抗沖擊負荷、處理效率高等優點，填料作為生物膜工藝的核心部分，直接影響到生物膜工藝的技術效果，作為微生物載體的填料必須具備低密度、大比表面積、大孔隙率、高親水性、足夠耐磨性，足夠的化學穩定性等物理化學性能，且原料來源廣泛，生產成本低廉。目前應用于生物膜工藝的填料如陶粒、聚苯乙烯球粒、組合填料、彈性立體填料等很難達到性能與成本的協調。陶粒具有較大的比表面積與孔隙率，具有較好的生物掛膜性能，但由于該填料采用經受粘土造球后高溫焙燒而成，其成品率低，生產成本較高；聚苯乙烯球粒以苯乙烯為原料進行化學造粒，其生產成本比陶粒略低，但其親水性差，生物掛膜性能下降；組合填料與彈性立體填料分別以細密的束狀維尼龍絲或塑料絲作為載體，其單位體積填料生產成本較低，但其親水性、掛膜效果、比表面積及單位比表面積生產成本均不如陶粒，以上填料的應用受到限制。
發明內容
本發明的目的在于提供一種較低生產成本、低密度、大比表面積、大孔隙率、強親水性，尤其適合于污水處理生物膜工藝應用的復合填料。
為了達到上述目的，本發明提供了如下的技術方案研制一種復合填料，含有無機物基材，填料的成分和重量百分含量為基材48％～68％，造孔劑3％～7％，水泥膠結劑35％～45％，所述的基材為活性炭、膨脹蛭石、海泡石、沸石、粉煤灰或其類似物的一種或多種任意比例的混合物，所述的造孔劑是硫酸銨，將所述各成分定量粉碎至粒度為100～200目、混合、噴55～65℃熱水造球、40～70℃凝結、常溫固化，得粒徑3～20mm，微孔直徑20～200μm微孔，比表面積50～200m2/g的復合填料。另外，本發明復合填料的表觀密度1.0～1.5g/cm3，孔隙率35～55％，比表面積50～200m2/g，破碎磨損率＜2％，酸溶率＜2％，堿溶率＜1％。所述的無機物基材包括諸如膨潤土、褐鐵礦、蛭石、硅藻土、珍珠巖、海泡石、粘土、礦渣、粉煤灰、硫酸鹽工業浸渣等天然和人工礦物粉末及其類似物，這類填料主要化學成份為SiO2、Al2O3、CaO、MgO、K2O、Fe2O3等不含對人體有害的重金屬及其它有害物質，孔隙率高，是理想的復合填料。在造球中，可以使用輕質芯材進行造球，芯材為多孔有機或無機物質，用以降低填料的密度，芯材的粒度為填料粒度的1/3左右。
本發明較好的技術方案是復合填料的基材中的各成分及重量百分含量為活性炭11％～23％，膨脹蛭石7％～12％，海泡石16％～27％，沸石8％～14％，粉煤灰33％～50％。在所述的基材中，包括造孔劑及水泥膠結劑，復合填料中的物質化學成分及含量為SiO231％-33％，Al2O313％-14％，CaO33％-36％，MgO2％-3％，K2O1％-2％，NO20.1％-0.3％，Fe2O34％-6％，Pb、Zn、Cu少量。在該種情況下，填料的掛膜效率，物理化學性能好，氨氮硝化性能優且成本低，同時該種填料能夠根據污水的色、味性質和重金屬離子含量，適當調整礦物配方，以達到除色、去味、降低重金屬含量的工藝效果。
本發明復合填料的應用用于生物膜污水處理工藝，對污水進行生物氧化、脫色、除味并降低污水的重金屬含量。本發明復合填料應用于生物膜工藝，能確保出水CODCr≤40mg/L，BOD5≤10mg/L，SS≤10mg/L，NH3-N≤10mg/L，處理后的污水達國家污水排放一級標準。
與現有技術相比，本發明具有以下明顯的優點所述的復合填料與陶粒、聚苯乙烯球粒、彈性立體填料及其它復合填料相比，其生產成本為陶粒的50％，聚苯乙烯球粒的60％，組合填料的70％，彈性立體填料的80％，填料掛膜效率為陶粒的110％，聚苯乙烯球粒的150％，組合填料的180％，彈性立體填料的200％，其物理化學性能優于陶粒，且氨氮硝化性能明顯優于陶粒，同時該種填料能夠根據污水的色、味性質和重金屬離子含量，適當調整礦物配方，以達到除色、去味、降低重金屬含量的工藝效果。本發明復合填料應用于生物膜工藝，能確保出水CODCr≤40mg/L，BOD5≤10mg/L，SS≤10mg/L，NH3-N≤10mg/L，達到國家污水排放一級標準。
具體實施例方式
以下通過具體的實施方式對本發明進行更加詳細的描述
實施例1復合填料的制造例1-1取基材活性炭10Kg，膨脹蛭石6Kg，粉煤灰32Kg，合計48Kg，硫酸銨5Kg，水泥43Kg，各成分定量粉碎至粒度為100目、混合、噴65℃熱水造球、65℃凝結、常溫固化，得粒徑10mm，微孔直徑80μm微孔，比表面積100m2/g的復合填料。其中含基材50％，造孔劑5.2％，水泥膠結劑44.8％。
例1-2取基材膨脹蛭石7Kg，海泡石25Kg，沸石13Kg，粉煤灰20Kg，合計65Kg，硫酸銨5Kg，水泥40Kg，各成分定量粉碎至粒度為150目、混合、噴55℃熱水造球、40℃凝結、常溫固化，得粒徑8mm，微孔直徑180μm微孔，比表面積100m2/g的復合填料。其中含基材59％，造孔劑4.55％，水泥膠結劑36.36％。
例1-3取活性炭7Kg，膨脹蛭石5Kg，海泡石14Kg，沸石6Kg，粉煤灰31Kg，合計63Kg，硫酸銨5Kg，水泥40Kg，各成分定量粉碎至粒度為200目、混合、噴60℃熱水造球、55℃凝結、常溫固化，得粒徑3mm，微孔直徑30μm微孔，比表面積180m2/g的復合填料。其中含基材58.33％，造孔劑4.63％，水泥膠結劑37.03％。基材中個成分的含量活性炭11％，膨脹蛭石7.93％，海泡石22.22％，沸石9.52％，粉煤灰49.2％。
例1-4取活性炭13Kg，膨脹蛭石8Kg，海泡石17Kg，沸石8Kg，粉煤灰24Kg，合計70Kg，硫酸銨3Kg，水泥30Kg，各成分定量粉碎至粒度為200目、混合、噴60℃熱水造球、55℃凝結、常溫固化，得粒徑3mm，微孔直徑30μm微孔，比表面積180m2/g的復合填料。其中含基材67.96％，造孔劑2.91％，水泥膠結劑29.13％。基材中個成分的含量活性炭18.57％，膨脹蛭石11.43％，海泡石24.29％，沸石11.43％，粉煤灰34.29％。
實施例2利用復合填料為微生物載體的污水處理例2-1處理城市生活污水用實施例1-2的復合填料，處理前污水水質為CODCr280mg/L，BOD5125mg/L，SS184mg/L，NH3-N9mg/L，處理后CODCr28mg/L，BOD58mg/L，SS7mg/L，NH3-N5mg/L。
例2-2處理湖泊污水用實施例1-3的復合填料，處理前污水水質為CODCr48mg/L，BOD525mg/L，SS28mg/L，NH3-N7mg/L，處理后CODCr10mg/L，BOD52mg/L，SS1mg/L，NH3-N1mg/L。
例2-3處理化工廠工業污水用實施例1-4的復合填料，處理前污水水質為CODCr572mg/L，BOD530mg/L，SS97mg/L，NH3-N37mg/L，處理后CODCr85mg/L，BOD526mg/L，SS8mg/L，NH3-N9mg/L。
權利要求
1.一種復合填料，含有無機物基材，其特征在于填料的成分和重量百分含量為基 材48％～68％造 孔 劑3％～7％水泥膠結劑35％～45％所述的基材為活性炭、膨脹蛭石、海泡石、沸石、粉煤灰或其類似物的一種或多種任意比例的混合物，所述的造孔劑是硫酸銨，將所述各成分定量粉碎至粒度為100～200目、混合、噴55～65℃熱水造球、40～70℃凝結、常溫固化，得粒徑3～20mm，微孔直徑20～200μm微孔，比表面積50～200m2/g的復合填料。
2.根據權利要求1所述的復合填料，其特征在于基材中的各成分及重量百分含量為活性炭 11％～23％膨脹蛭石7％～12％海泡石 16％～27％沸石8％～14％粉煤灰 33％～50％。
3.權利要求1所述的復合填料的應用用于生物膜污水處理工藝，對污水進行生物氧化、脫色、除味并降低污水的重金屬含量。
全文摘要
本發明公開了一種污水處理生物膜工藝應用的復合填料，其成分和重量百分含量為基材48％～68％，造孔劑硫酸銨3％～7％，水泥膠結劑35％～45％，所述的基材為活性炭、膨脹蛭石、海泡石、沸石、粉煤灰或其類似物的一種或多種任意比例的混合物，將所述各成分定量粉碎至粒度為100～200目、混合、噴55～65℃熱水造球、40～70℃凝結、常溫固化，得粒徑3～20mm，微孔直徑20～200μm微孔，比表面積50～200m
文檔編號C02F3/10GK1486940SQ0314018
公開日2004年4月7日 申請日期2003年8月13日 優先權日2003年8月13日
發明者張涉, 陸曉春, 朱兆華, 張 涉 申請人:張涉, 張 涉