一種汙水處理用鎂橄欖石生物濾料及其製備方法
2023-05-11 14:55:26
一種汙水處理用鎂橄欖石生物濾料及其製備方法
【專利摘要】本發明具體涉及一種汙水處理用鎂橄欖石生物濾料及其製備方法。其技術方案是：以45~55wt%的鎂橄欖石原礦細粉、20~30wt%的滑石細粉、15~25wt%的氧化鎂細粉和2~6wt%的鎂電氣石微粉為原料，外加所述原料2~6wt%的澱粉，混合均勻，製得混合料。然後按聚丙乙烯球與混合料的體積比為(1.5~2.0)︰1將混合料與聚丙乙烯球置於造粒機中，再加入所述原料10~20wt%的水，製成粒徑為5~13mm的顆粒；再將製成的顆粒在110~150℃條件下烘烤16~24h，在1300~1500℃條件下燒成2~4h，製得汙水處理用鎂橄欖石生物濾料。本發明工藝簡單和原料來源廣泛，製備的汙水處理用鎂橄欖石生物濾料具有菌群掛膜效應好、菌群存活率高、脫色效果良好和強度高的特點。
【專利說明】一種汙水處理用鎂橄欖石生物濾料及其製備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於汙水處理用生物濾料【技術領域】。具體涉及一種汙水處理用鎂橄欖石生物濾料及其製備方法。
【背景技術】
[0002]隨著人們對環境問題的關注度日益增加，如何有效處理工業汙水和生活汙水已成為熱門研究問題。曝氣生物濾池作為一種新型汙水處理技術:在濾池中裝填一定量粒徑較小的粒狀濾料，濾料表面生長著生物膜，濾池內部曝氣，汙水流經時，利用濾料上高濃度生物膜量的強氧化降解能力對汙水進行快速淨化，同時，因汙水流經時，濾料呈壓實狀態，利用濾料粒徑較小的特點及生物膜的生物絮凝作用，截留汙水中的大量懸浮物，且保證脫落的生物膜不會隨水漂出，運行一定時間後，需對濾池進行反衝洗，以釋放截留的懸浮物並更新生物膜。該技術重要的一環就是粒狀濾料，濾料的性能關係著整個系統的除汙能力和效果O
[0003]目前，曝氣生物濾池所用的粒狀濾料主要為陶粒、石英砂、焦炭和活性炭。陶粒濾料來源廣泛，可針對不同水質，逐漸成曝氣生物濾料的主體。如「一種硫化鉛鋅礦浮選尾礦生物陶粒濾料及其製備方法」(CN 103086741 A)的專利技術，該技術以硫化鉛鋅礦浮選尾礦和粘土為原料，外加造孔劑和粘結劑，經圓盤造出5~10mm的生料球，經1240°C燒成30min,製得硫化鉛鋅礦浮選尾礦生物陶粒濾料，該技術存在以下缺點:(I)該生物濾料只有菌群掛膜效應，但菌群存活率不高；(2)高生物濾料除色效果不佳。又如「一種多介質生物濾料及其製備方法」(CN 102718466 A)的專利技術，該技術以改性蒙脫石、活性炭，鎂電氣石為主要原料來，經成球工藝，於700°C燒成後即可製備出多介質生物濾料，但該技術存在以下缺點:(I)先須經過處理得到活性蒙脫石，工藝複雜；(2)所製得的生物濾料強度不高，在曝氣生物濾池的反衝洗過程中容易破碎。
【發明內容】
[0004]本發明旨在克服現有技術缺陷，目的是提供一種工藝簡單和原料來源廣泛的汙水處理用鎂橄欖石生物濾料的製備方法。用該方法所製備的汙水處理用鎂橄欖石生物濾料具有菌群掛膜效應好、菌群存活率高、脫色效果良好和強度高的特點。
[0005]為實現上述目的，本發明所採用的技術方案是:以45飛5wt%的鎂橄欖石原礦細粉、2(T30wt%的滑石細粉、15~25wt%的氧化鎂細粉和2~6wt%的鎂電氣石微粉為原料，外加所述原料2飛wt%的澱粉，混合均勻，製得混合料。然後按聚丙乙烯球與混合料的體積比為(1.5^2.0): I將混合料與聚丙乙烯球置於造粒機中，再加入所述原料l(T20wt%的水，製成粒徑為5~13mm的顆粒；再將製成的顆粒在ll(Tl50°C條件下烘烤16~24h，在130(Tl50(TC條件下燒成2~4h，製得汙水處理用鎂橄欖石生物濾料。
[0006]所述鎂橄欖石原礦細粉的主要化學組成是=S12為4(T50wt%，MgO為30~35被％，Fe2O3為8~15wt%，Al2O3為0.2~0.5wt% ;鎂橄欖石原礦細粉的粒徑小於0.088mm。
[0007]所述滑石細粉的主要化學組成是:MgO含量為30~35wt%，S12的含量為60~65wt% ；滑石細粉的粒徑小於0.088mm。
[0008]所述氧化鎂細粉為電熔鎂砂細粉、燒結鎂砂細粉和輕燒氧化鎂細粉中的一種；氧化鎂細粉的MgO含量大於97wt%，粒徑小於0.088mm。
[0009]所述鎂電氣石微粉的粒徑小於10nm。
[0010]所述聚丙乙烯球的粒徑為0.5~lmm。
[0011]由於採用上述技術方案，本發明與現有技術相比具有如下積極效果:
本發明採用的鎂橄欖石原礦細粉中含有8~15wt%的Fe2O3，所製成的汙水處理用鎂橄欖石生物濾料具有很強的氧化性以及絮凝性。強氧化性能殺死濾料中的雜菌，避免掛膜過程中消耗目的菌群繁殖所需養分，從而提高目的菌群的存活率和生長速率。強氧化性還能對一些顏色進行脫色反應，提高過濾後的水質；同時，較強的絮凝性也能促進汙水處理過程中溶於水中的膠體汙物的絮凝和沉澱，明顯加強生物膜除汙效果。
[0012]本發明加入了納米級的鎂電氣石微粉，納米級的鎂電氣石微粉通常具有永電性和活化性。納米級鎂電氣石粒子表面有許多永久性帶電體的小晶粒，具有正負電極，提高了水的PH值和電導率，偏向弱鹼性，理想健康水的PH值為7~8。同時永電性產生大量負氧離子，負氧離子又稱為空氣的維他命，具有調節人體離子平衡作用、能使身心放鬆、活化細胞和提高自然治癒率等作用。納米級鎂電氣石能使水中產生大量負離子，負離子與水分子結合形成羥基離子水，使水形成小分子團水，能獲得界面的活性作用，促使水中含氧量增加，這種條件下較適合菌群的繁殖，能提高菌群的存活率。
[0013]本發明以聚丙乙烯球為造孔劑，通過調劑聚丙乙烯球的加入量，所製備的汙水處理用鎂橄欖石生物濾料體積密度小、氣孔率高、表面積大、固體中的活性中心豐富、菌群生存率高和掛膜效果好，同時由於燒結溫度高，燒成後的製品性能穩定、強度大，在反衝洗過程中不破碎，而且可以經過再次燒成以去除濾料中反衝洗無法去除的粘附物，製品能反覆使用。
[0014]因此，本發明工藝簡單和原料來源廣泛，製備的汙水處理用鎂橄欖石生物濾料具有菌群掛膜效應好、菌群存活率高、脫色效果良好和強度高的特點。
【具體實施方式】
[0015]下面結合【具體實施方式】對本發明作進一步的描述，並非對其保護範圍的限制: 為避免重複，先將本【具體實施方式】所涉及的原料統一描述如下，實施例中不再贅述: 所述鎂橄欖石原礦細粉的主要化學組成是=S12為40~50wt%，MgO為30~35wt%，Fe2O3
為8~15wt%，Al2O3為0.2~0.5wt% ;鎂橄欖石原礦細粉的粒徑小於0.088mm。
[0016]所述滑石細粉的主要化學組成是:MgO含量為3(T35wt%，S12的含量為60~65被％ ；滑石細粉的粒徑小於0.088mm。
[0017]所述電熔鎂砂細粉、燒結鎂砂細粉和輕燒氧化鎂細粉的MgO含量均大於97wt%，粒徑均小於0.088mm。
[0018]所述鎂電氣石微粉的粒徑小於10nm。
[0019]所述聚丙乙烯球的粒徑為0.5~lmm。
[0020]實施例1一種汙水處理用鎂橄欖石生物濾料及其製備方法。以45飛Owt%的鎂橄欖石原礦細粉、25~30wt%的滑石細粉、15~20wt%的電熔鎂砂細粉和4~6wt%的鎂電氣石微粉為原料，外加所述原料2~4wt%的澱粉，混合均勻，製得混合料。然後按聚丙乙烯球與混合料的體積比為(1.5^1.8): I將混合料與聚丙乙烯球置於造粒機中，再加入所述原料l(Tl5wt%的水，製成粒徑為5~7mm的顆粒；再將製成的顆粒在13(Tl50°C條件下烘烤16~20h，在130(Tl40(TC條件下燒成2~4h，製得汙水處理用鎂橄欖石生物濾料。
實施例2
一種汙水處理用鎂橄欖石生物濾料及其製備方法。以5(T55wt%的鎂橄欖石原礦細粉、2(T25wt%的滑石細粉、2(T25wt%的燒結鎂砂細粉和2~4wt%的鎂電氣石微粉為原料，外加所述原料4飛被％的澱粉，混合均勻，製得混合料。然後按聚丙乙烯球與混合料的體積比為(1.8^2.0): I將混合料與聚丙乙烯球置於造粒機中，再加入所述原料15~20wt%的水，製成粒徑為7~9mm的顆粒；再將製成的顆粒在ll(Tl30°C條件下烘烤20~24h，在140(Tl50(TC條件下燒成2~4h，製得汙水處理用鎂橄欖石生物濾料。
[0021]實施例3
一種汙水處理用鎂橄欖石生物濾料及其製備方法。以45飛0wt%的鎂橄欖石原礦細粉、25~30wt%的滑石細粉、15~20wt%的輕燒氧化鎂細粉和4~6wt%的鎂電氣石微粉為原料，外加所述原料2~4wt%的澱粉，混合均勻，製得混合料。然後按聚丙乙烯球與混合料的體積比為(1.5^1.8): I將混合料與聚丙乙烯球置於造粒機中，再加入所述原料l(Tl5wt%的水，製成粒徑為9~Ilmm的顆粒；再將製成的顆粒在13(Tl50°C條件下烘烤16~20h，在130(Tl40(TC條件下燒成2~4h，製得汙水處理用鎂橄欖石生物濾料。 實施例4
一種汙水處理用鎂橄欖石生物濾料及其製備方法。以5(T55wt%的鎂橄欖石原礦細粉、2(T25wt%的滑石細粉、2(T25wt%的電熔鎂砂細粉和2~4wt%的鎂電氣石微粉為原料，外加所述原料4飛被％的澱粉，混合均勻，製得混合料。然後按聚丙乙烯球與混合料的體積比為(1.8^2.0): I將混合料與聚丙乙烯球置於造粒機中，再加入所述原料15~20wt%的水，製成粒徑為11~13mm的顆粒；再將製成的顆粒在ll(Tl30°C條件下烘烤20~24h，在140(Tl500°C條件下燒成2~4h，製得汙水處理用鎂橄欖石生物濾料。
[0022]實施例5
一種汙水處理用鎂橄欖石生物濾料及其製備方法。以45飛0wt%的鎂橄欖石原礦細粉、2(T25wt%的滑石細粉、2(T25wt%的燒結鎂砂細粉和4~6wt%的鎂電氣石微粉為原料，外加所述原料2~4wt%的澱粉，混合均勻，製得混合料。然後按聚丙乙烯球與混合料的體積比為(1.5^1.8): I將混合料與聚丙乙烯球置於造粒機中，再加入所述原料l(Tl5wt%的水，製成粒徑為9~IImm的顆粒；再將製成的顆粒在13(Tl50°C條件下烘烤16~20h，在130(Tl40(TC條件下燒成2~4h，製得汙水處理用鎂橄欖石生物濾料。
實施例6
一種汙水處理用鎂橄欖石生物濾料及其製備方法。以50飛5被％的鎂橄欖石原礦細粉、25~30wt%的滑石細粉、15~20wt%的輕燒氧化鎂細粉和2~4wt%的鎂電氣石微粉為原料，外加所述原料4飛被％的澱粉，混合均勻，製得混合料。然後按聚丙乙烯球與混合料的體積比為(1.8^2.0): I將混合料與聚丙乙烯球置於造粒機中，再加入所述原料15~20wt%的水，製成粒徑為11~13mm的顆粒；再將製成的顆粒在ll(Tl30°C條件下烘烤20~24h，在140(Tl500°C條件下燒成2~4h，製得汙水處理用鎂橄欖石生物濾料。
[0023]【具體實施方式】與現有技術相比具有如下積極效果:
本【具體實施方式】採用的鎂橄欖石原礦細粉中含有8~15wt%的Fe2O3，所製成的汙水處理用鎂橄欖石生物濾料具有很強的氧化性以及絮凝性。強氧化性能殺死濾料中的雜菌，避免掛膜過程中消耗目的菌群繁殖所需養分，從而提高目的菌群的存活率和生長速率。強氧化性還能對一些顏色進行脫色反應，提高過濾後的水質；同時，較強的絮凝性也能促進汙水處理過程中溶於水中的膠體汙物的絮凝和沉澱，明顯加強生物膜除汙效果。
[0024]本【具體實施方式】加入了納米級的鎂電氣石微粉，納米級的鎂電氣石微粉通常具有永電性和活化性。納米級鎂電氣石粒子表面有許多永久性帶電體的小晶粒，具有正負電極，提高了水的PH值和電導率，偏向弱鹼性，理想健康水的PH值為7~8。同時永電性產生大量負氧離子，負氧離子又稱為空氣的維他命，具有調節人體離子平衡作用、能使身心放鬆、活化細胞和提高自然治癒率等作用。納米級鎂電氣石能使水中產生大量負離子，負離子與水分子結合形成羥基離子水，使水形成小分子團水，能獲得界面的活性作用，促使水中含氧量增加，這種條件下較適合菌群的繁殖，能提高菌群的存活率。
[0025]本【具體實施方式】以聚丙乙烯球為造孔劑，通過調劑聚丙乙烯球的加入量，所製備的汙水處理用鎂橄欖石生物濾料體積密度小、氣孔率高、表面積大、固體中的活性中心豐富、菌群生存率高和掛膜效果好，同時由於燒結溫度高，燒成後的製品性能穩定、強度大，在反衝洗過程中不破碎，而且可以經過再次燒成以去除濾料中反衝洗無法去除的粘附物，製品能反覆使用。
[0026]因此，本【具體實施方式】工藝簡單和原料來源廣泛，製備的汙水處理用鎂橄欖石生物濾料具有菌群掛膜效應好、菌群存活率高、脫色效果良好和強度高的特點。
【權利要求】
1.一種汙水處理用鎂橄欖石生物濾料的製備方法，其特徵在於以45飛5wt%的鎂橄欖石原礦細粉、2(T30wt%的滑石細粉、15~25wt%的氧化鎂細粉和2飛wt%的鎂電氣石微粉為原料，外加所述原料2飛wt%的澱粉，混合均勻，製得混合料；然後按聚丙乙烯球與混合料的體積比為(1.5~2.0): I將混合料與聚丙乙烯球置於造粒機中，再加入所述原料l(T20wt%的水，製成粒徑為5~13mm的顆粒；再將製成的顆粒在ll(Tl50°C條件下烘烤16~24h，在130(Tl50(rC條件下燒成2~4h，製得汙水處理用鎂橄欖石生物濾料。
2.根據權利要求1所述的汙水處理用鎂橄欖石生物濾料的製備方法，其特徵在於所述鎂橄欖石原礦細粉的主要化學組成是=S12為4(T50wt%，MgO為3(T35wt%，Fe2O3為8~15wt%，Al2O3為0.2~0.5wt% ;鎂橄欖石原礦細粉的粒徑小於0.088mm。
3.根據權利要求1所述的汙水處理用鎂橄欖石生物濾料的製備方法，其特徵在於所述滑石細粉的主要化學組成是=MgO含量為3(T35wt%，S12的含量為6(T65wt% ;滑石細粉的粒徑小於0.088mm。
4.根據權利要求1所述的汙水處理用鎂橄欖石生物濾料的製備方法，其特徵在於所述氧化鎂細粉為電熔鎂砂細粉、燒結鎂砂細粉和輕燒氧化鎂細粉中的一種；氧化鎂細粉的MgO含量大於97wt%，粒徑小於0.088mm。
5.根據權利要求1所述的汙水處理用鎂橄欖石生物濾料的製備方法，其特徵在於所述鎂電氣石微粉的粒徑小於10nm。
6.根據權利要求1所述的汙水處理用鎂橄欖石生物濾料的製備方法，其特徵在於所述聚丙乙烯球的粒徑為0.5~lmm。
7.一種汙水處 理用鎂橄欖石生物濾料，其特徵在於所述汙水處理用鎂橄欖石生物濾料是根據權利要求廣6項中任一項所述的汙水處理用鎂橄欖石生物濾料的製備方法所製備的汙水處理用鎂橄欖石生物濾料。
【文檔編號】C02F3/10GK104071891SQ201410319474
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年7月7日 優先權日:2014年7月7日
【發明者】馬明軍, 李遠兵, 吳清順, 廖佳, 李淑靜, 卓柯, 徐娜娜, 李克 申請人:西峽宏泰鎂橄欖石有限公司, 武漢科技大學