CN1199880C - 用于污水处理生物膜工艺的复合填料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种污水处理生物膜工艺应用的复合填料，其成分和重量百分含量为：基材50%～68%，造孔剂硫酸铵3%～6%，水泥胶结剂29%～45%，所述的基材为活性炭、膨胀蛭石、海泡石、沸石、粉煤灰的一种或多种任意比例的混合物，将所述各成分定量粉碎至粒度为100～200目、混合、喷55～65℃热水造球、40～70℃凝结、常温固化，得粒径3～20mm，微孔直径20～200μm微孔，比表面积50～200m2/g的复合填料，解决了现有填料亲水性差、生物挂膜效果差、比表面积小等问题，具有亲水性好、生物挂膜效果好、比表面积大等优点，处理污水水质可达国家一级排放标准，广泛适用于生活污水、湖泊河流污水及工业废水处理。
Description
技术领域 本发明涉及一种用于污水处理生物膜工艺的复合填料，更具体地说，涉及一种适合于处理城市生活污水、湖泊及河流微污染水以及各种工业废水处理系统的应用生物膜工艺的复合填料。
背景技术 在现有技术中，生物膜工艺是污水处理中常用的工艺技术，该工艺是具有运行稳定、抗冲击负荷、处理效率高等优点，填料作为生物膜工艺的核心部分，直接影响到生物膜工艺的技术效果，作为微生物载体的填料必须具备低密度、大比表面积、大孔隙率、高亲水性、足够耐磨性，足够的化学稳定性等物理化学性能，且原料来源广泛，生产成本低廉。目前应用于生物膜工艺的填料如陶粒、聚苯乙烯球粒、组合填料、弹性立体填料等很难达到性能与成本的协调。陶粒具有较大的比表面积与孔隙率，具有较好的生物挂膜性能，但由于该填料采用经受粘土造球后高温焙烧而成，其成品率低，生产成本较高；聚苯乙烯球粒以苯乙烯为原料进行化学造粒，其生产成本比陶粒略低，但其亲水性差，生物挂膜性能下降；组合填料与弹性立体填料分别以细密的束状维尼龙丝或塑料丝作为载体，其单位体积填料生产成本较低，但其亲水性、挂膜效果、比表面积及单位比表面积生产成本均不如陶粒，以上填料的应用受到限制。
发明内容 本发明的目的在于提供一种较低生产成本、低密度、大比表面积、大孔隙率、强亲水性，尤其适合于污水处理生物膜工艺应用的复合填料。
为了达到上述目的，本发明提供了如下的技术方案：研制一种复合填料，含有无机物基材，填料的成分和重量百分含量为：基材50％～68％，造孔剂3％～6％，水泥胶结剂29％～45％，所述的基材为活性炭、膨胀蛭石、海泡石、沸石、粉煤灰的一种或多种任意比例的混合物，所述的造孔剂是硫酸铵，将所述各成分定量粉碎至粒度为100～200目、混合、喷55～65℃热水造球、40～70℃凝结、常温固化，得粒径3～20mm，微孔直径20～200μm微孔，比表面积50～200m2/g的复合填料。另外，本发明复合填料的表观密度1.0～1.5g/cm3，孔隙率35～55％，比表面积50～200m2/g，破碎磨损率＜2％，酸溶率＜2％，碱溶率＜1％。所述的无机物基材包括诸如膨润土、褐铁矿、蛭石、硅藻土、珍珠岩、海泡石、粘土、矿渣、粉煤灰、硫酸盐工业浸渣等天然和人工矿物粉末及其类似物，这类填料主要化学成份为SiO2、Al2O3、CaO、MgO、K2O、Fe2O3等不含对人体有害的重金属及其它有害物质，孔隙率高，是理想的复合填料。在造球中，可以使用轻质芯材进行造球，芯材为多孔有机或无机物质，用以降低填料的密度，芯材的粒度为填料粒度的1/3左右。
本发明较好的技术方案是：复合填料的基材中的各成分及重量百分含量为：活性炭11％～23％，膨胀蛭石7％～12％，海泡石16％～27％，沸石8％～14％，粉煤灰33％～50％。在所述的基材中，包括造孔剂及水泥胶结剂，复合填料中的物质化学成分及含量为：SiO231％-33％，Al2O3 13％-14％，CaO 33％-36％，MgO 2％-3％，K2O1％-2％，NO2 0.1％-0.3％，Fe2O3 4％-6％，Pb、Zn、Cu少量。在该种情况下，填料的挂膜效率，物理化学性能好，氨氮硝化性能优且成本低，同时该种填料能够根据污水的色、味性质和重金属离子含量，适当调整矿物配方，以达到除色、去味、降低重金属含量的工艺效果。
本发明复合填料的应用：用于生物膜污水处理工艺，对污水进行生物氧化、脱色、除味并降低污水的重金属含量。本发明复合填料应用于生物膜工艺，能确保出水CODCr≤40mg/L，BOD5≤10mg/L，SS≤10mg/L，NH3-N≤10mg/L，处理后的污水达国家污水排放一级标准。
与现有技术相比，本发明具有以下明显的优点：所述的复合填料与陶粒、聚苯乙烯球粒、弹性立体填料及其它复合填料相比，其生产成本为陶粒的50％，聚苯乙烯球粒的60％，组合填料的70％，弹性立体填料的80％，填料挂膜效率为陶粒的110％，聚苯乙烯球粒的150％，组合填料的180％，弹性立体填料的200％，其物理化学性能优于陶粒，且氨氮硝化性能明显优于陶粒，同时该种填料能够根据污水的色、味性质和重金属离子含量，适当调整矿物配方，以达到除色、去味、降低重金属含量的工艺效果。本发明复合填料应用于生物膜工艺，能确保出水CODCr≤40mg/L，BOD5≤10mg/L，SS≤10mg/L，NH3-N≤10mg/L，达到国家污水排放一级标准。
具体实施方式 以下通过具体的实施方式对本发明进行更加详细的描述：
实施例1 复合填料的制造
例1-1
取基材活性炭10Kg，膨胀蛭石6Kg，粉煤灰32Kg，合计48Kg，硫酸铵5Kg，水泥43Kg，各成分定量粉碎至粒度为100目、混合、喷65℃热水造球、65℃凝结、常温固化，得粒径10mm，微孔直径80μm微孔，比表面积100m2/g的复合填料。其中含基材50％，造孔剂5.2％，水泥胶结剂44.8％。
例1-2
取基材膨胀蛭石7Kg，海泡石25Kg，沸石13Kg，粉煤灰20Kg，合计65Kg，硫酸铵5Kg，水泥40Kg，各成分定量粉碎至粒度为150目、混合、喷55℃热水造球、40℃凝结、常温固化，得粒径8mm，微孔直径180μm微孔，比表面积100m2/g的复合填料。其中含基材59％，造孔剂4.55％，水泥胶结剂36.36％。
例1-3
取活性炭7Kg，膨胀蛭石5Kg，海泡石14Kg，沸石6Kg，粉煤灰31Kg，合计63Kg，硫酸铵5Kg，水泥40Kg，各成分定量粉碎至粒度为200目、混合、喷60℃热水造球、55℃凝结、常温固化，得粒径3mm，微孔直径30μm微孔，比表面积180m2/g的复合填料。其中含基材58.33％，造孔剂4.63％，水泥胶结剂37.03％。基材中个成分的含量：活性炭11％，膨胀蛭石7.93％，海泡石22.22％，沸石9.52％，粉煤灰49.2％。
例1-4
取活性炭13Kg，膨胀蛭石8Kg，海泡石17Kg，沸石8Kg，粉煤灰24Kg，合计70Kg，硫酸铵3Kg，水泥30Kg，各成分定量粉碎至粒度为200目、混合、喷60℃热水造球、55℃凝结、常温固化，得粒径3mm，微孔直径30μm微孔，比表面积180m2/g的复合填料。其中含基材67.96％，造孔剂2.91％，水泥胶结剂29.13％。基材中个成分的含量：活性炭18.57％，膨胀蛭石11.43％，海泡石24.29％，沸石11.43％，粉煤灰34.29％。
实施例2 利用复合填料为微生物载体的污水处理
例2-1 处理城市生活污水
用实施例1-2的复合填料，处理前污水水质为：CODCr 280mg/L，BOD5 125mg/L，SS 184mg/L，NH3-N 9mg/L，处理后CODCr 28mg/L，BOD5 8mg/L，SS 7mg/L，NH3-N 5mg/L。
例2-2处理湖泊污水
用实施例1-3的复合填料，处理前污水水质为：CODCr 48mg/L，BOD5 25mg/L，SS 28mg/L，NH3-N 7mg/L，处理后CODCr 10mg/L，BOD5 2mg/L，SS 1mg/L，NH3-N 1mg/L。
例2-3处理化工厂工业污水
用实施例1-4的复合填料，处理前污水水质为：CODCr 572mg/L，BOD5 30mg/L，SS 97mg/L，NH3-N 37mg/L，处理后CODCr 85mg/L，BOD5 26mg/L，SS 8mg/L，NH3-N 9mg/L。
Claims (3)
1、一种复合填料，含有无机物基材，其特征在于：填料的成分和重量百分含量为：
基 材 50％～68％
造 孔 剂 3％～6％
水泥胶结剂 29％～45％
所述的基材为活性炭、膨胀蛭石、海泡石、沸石、粉煤灰的一种或多种任意比例的混合物，所述的造孔剂是硫酸铵，将所述各成分定量粉碎至粒度为100～200目、混合、喷55～65℃热水造球、40～70℃凝结、常温固化，得粒径3～20mm，微孔直径20～200μm微孔，比表面积50～200m2/g的复合填料。
2、根据权利要求1所述的复合填料，其特征在于：基材中的各成分及重量百分含量为：
活性炭 11％～23％
膨胀蛭石 7％～12％
海泡石 16％～27％
沸 石 8％～14％
粉煤灰 33％～50％。
3、根据权利要求1所述的复合填料，其特征在于：它应用于生物膜污水处理工艺，对污水进行生物氧化、脱色、除味并降低污水的重金属含量。
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