一種以廢棄紅磚砌塊製備水處理濾料的方法
2023-05-01 08:30:56
一種以廢棄紅磚砌塊製備水處理濾料的方法
【專利摘要】本發明公開了一種以廢棄紅磚砌塊製備3種用途的水處理濾料的方法，屬於廢水處理【技術領域】。主要針對建築垃圾廢棄紅磚砌塊的處置難題，將廢棄紅磚砌塊通過破碎、篩分、分級處理方法後製備成3種規格粒徑的濾料，用於汙水處理。本發明製備的水處理濾料，表面粗糙，比表面積大、孔隙率高，可用作生物載體，不僅具有過濾、吸附作用，而且不需要燒結，不會對環境造成二次汙染，同時利用廢棄紅磚砌塊中的鈣鎂離子所具有的磷酸鹽沉澱作用可除水中的磷，使廢棄紅磚砌塊建築垃圾「變廢為寶」。
【專利說明】一種以廢棄紅磚砌塊製備水處理濾料的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於廢水處理【技術領域】，具體涉及一種以廢舊建築拆除過程中的廢棄紅磚砌塊製備水處理濾料的方法。
【背景技術】
[0002]隨著工業化、城市化進程的加速，我國房地產業近年來得以迅猛發展。隨之而來的是舊城改造產生的以廢棄紅磚砌塊為主的建築垃圾日益增多，其處置已成為我國城鎮化過程中亟待解決的一大難題。目前對於建築垃圾廢棄紅磚砌塊的處置除部分回填之外，大多採用集中填埋處理，不僅佔用土地，而且汙染環境。我國早期建築所用的紅磚基本是以粘土、頁巖、煤矸石等為原料經過一系列加工製備而成，強度大、硬度高、耐磨性強，含有CaO、MgO、Fe2O3等無機物和微量稀有元素(如T1、Co、V等)。紅磚砌塊表面粗糙，比表面積大、孔隙率高，可用做吸附材料。其在水中緩慢釋放出的Ca2+、Mg2+、Fe3+可與水中的磷酸根反應生成沉澱。因此，廢棄紅磚砌塊經破碎分級等加工後可用作水處理濾料，不僅具有普通濾料所具有的吸附及生物載體功能，而且還具有磷酸根的沉澱去除功能。
[0003]目前，常見的無機水處理濾料有石英砂、陶粒、沸石、活性碳等。石英砂粒對SS有著較好的去除率，但由於密度大、比表面積小、孔隙率低，水頭損失增長較快、衝洗水消耗大，一般用於飲用自來水廠的制水工藝。陶粒表觀呈球形，具有表面粗糙、密度適中、強度高、耐磨擦、固著生物量大，掛膜快等特點，廣泛應用於汙水處理中，但製作過程中需要高溫燒結，因而生產能耗高。沸石具有離子交換性能、耐酸性能以及催化性能，但其孔徑相對較小，易堵塞、反衝洗阻力較大，一般用於含氮汙水處理。活性炭對多種汙染物都具有吸附作用，吸附效果好，但成本較高，一般用於飲用水處理或汙水應急處理等工藝中。
[0004]本發明主要是針對建築垃圾——廢棄紅磚砌塊的處置難題，將廢棄紅磚砌塊經過破碎、篩分、分級處理後，製作成水處理濾料，達到「以廢治廢、變廢為寶」的目的。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在於提供一種以廢舊建築拆除過程中的廢棄紅磚砌塊為原料，經過破碎、篩分、分級，得到不同粒徑的濾料的製備方法，由此方法製備的濾料專門用於汙水處理。
[0006]本發明的濾料製備方法是:首先將一定質量的建築垃圾廢棄紅磚砌塊通過皮帶輸送機送入反擊式破碎機經行破碎；破碎後的組分由皮帶輸送機送至圓振動篩進行篩分，篩分得到大顆粒碎塊、成品濾料規格A、成品濾料規格B和成品濾料規格C，大顆粒碎塊由皮帶輸送機回送至反擊式破碎機中進行二次破碎。
[0007]本發明的主要原理是:
[0008]廢棄紅磚砌塊是經高溫燒結而成的，表面粗糙，比表面積大、孔隙率高，可作為水處理的生物載體，而且具有過濾、吸附等作用，可以過濾吸附水中的雜質。其次，廢棄紅磚砌塊具有一定的強度，通過破碎即可，不再需要燒結等過程，破碎後的組分強度大而且不易腐蝕。最後，廢棄紅磚砌塊應用於水處理時，其溶解出的Ca2+、Mg2+、Fe3+可與水中的磷酸根發生化學反應生成磷酸鹽沉澱，從而去除水體中的磷。
[0009]本發明所得的濾料具有以下汙水淨化作用機理:
[0010](I)吸附作用。廢棄紅磚砌塊製備的水處理濾料表面粗糙、孔隙率高，具有吸附功能，可吸附汙水中的COD、NH3-N, TP、SS等汙染物質。
[0011](2)生物載體作用。廢棄紅磚砌塊製備的水處理濾料具有較大的比表面積和孔隙率，為水中的微生物附著提供了一個附著棲息的場所，利於生物絮凝體的形成，有助於生物膜的生長。
[0012](3)過濾作用。廢棄紅磚砌塊製備的水處理濾料對水體中的懸浮物具有過濾作用，在過濾的同時水中的有機汙染物和SS也被吸附過濾。
[0013](4)磷酸鹽沉澱作用。廢棄紅磚砌塊製備的水處理濾料含有CaO、MgO、Fe2O3等物質，在水中緩慢釋放出的Ca2+、Mg2+、Fe3+可與水中的磷酸根發生化學反應生成磷酸鹽沉澱。
[0014]本發明的有益效果是:
[0015](I)本發明的水處理濾料與傳統燒制濾料的製備方法不同，不需要高溫燒結，僅需經過破碎、分級即可，工藝簡單、成本較低，而且紅磚濾料生產過程中沒有燒結陶粒過程中的粉塵和二噁英等汙染物及廢水產生和排放，不會對環境造成二次汙染。
[0016](2)建築垃圾廢棄紅磚砌塊的來源廣泛，將其製備成水處理濾料，從而使其具有一定的經濟價值，實現了 「以廢治廢」的目的。
[0017](3)由建築垃圾廢棄紅磚砌塊製備的水處理濾料，顆粒大小可根據濾料的要求進行不同級配的調節，操作方便，並且由該方法製備的水處理濾料具有表面粗糙、比表面積大、孔隙率高、強度大，抗腐蝕性、耐磨損等特點，可作為曝氣生物濾池(BAF)、升流式厭氧汙泥反應器(UBF)、人工溼地等汙水處理濾料。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為本發明工藝流程示意圖。
[0019]圖中:I一皮帶輸送機，2—反擊式破碎機，3—皮帶輸送機，4一圓振動篩，5—皮帶輸送機。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖1對本發明做進一步說明。
[0021]如附圖1所示，將一定質量建築垃圾廢棄紅磚砌塊通過皮帶輸送機I送入反擊式破碎機2經行破碎；破碎後的組分由皮帶輸送機3送至圓振動篩4進行篩分，篩分得到大顆粒碎塊、成品濾料規格A，成品濾料規格B，成品濾料規格C，大顆粒碎塊由皮帶輸送機5送至反擊式破碎機2中進行二次破碎。
[0022]本發明所採用的建築垃圾廢棄紅磚砌塊的特性是:最大直徑不超過250mm，是建築垃圾的一種。
[0023]本發明所採用的皮帶輸送機1、皮帶輸送機3、皮帶輸送機5的主要參數為:皮帶寬度400mm，輸送長度12_20m，功率2.2_4kW，輸送速度1.25-2.0m/s，輸送量10_20t/h。
[0024]本發明所採用的反擊式破碎機2的主要參數為:規格Φ 1000mmX 700mm，進料口尺寸400mmX 730mm，最大進料尺寸250mm，處理能力15_60t/h，電極功率15_25kW。
[0025]本發明所採用的圓振動篩4的主要參數為:篩面規格4800mmX1500mm，篩面層數3層，篩孔尺寸3-100mm，最大進料尺寸400mm，處理能力7_25t/h，電機功率10kW，振動頻率870r/min,雙振幅 5_9mm。
[0026]本發明得到的大顆粒碎塊的特徵為:粒徑> 19mm，一次破碎佔進料總質量的15-25%，進行二次破碎。
[0027]本發明得到的成品濾料規格A的特徵為:粒徑〈4.75mm,佔進料總質量的25_30%，其堆積密度為0.95g/cm3，孔隙率為40%，比表面積5.5m2/g，可用做溼地填料。
[0028]本發明得到的成品濾料規格B的特徵為:粒徑4.75-9.5mm，佔進料總質量的35-40%,其堆積密度為0.92g/cm3,孔隙率為45%，比表面積4.7m2/g，可用做BAF濾料，。
[0029]本發明得到的成品濾料規格C的特徵為:粒徑9.5-19mm,佔進料總質量的35-45%，其堆積密度為0.89g/cm3，孔隙率為35%，比表面積5.2m2/g，可用做UBF填料。
[0030]實施例1
[0031]如附圖1所示，將IOt建築垃圾廢棄紅磚砌塊通過皮帶輸送機I送入反擊式破碎機2經行破碎；破碎後的組分由皮帶輸送機3送至圓振動篩4進行篩分，篩分得到大顆粒碎塊、成品濾料規格A，成品濾料規格B，成品濾料規格C，大顆粒碎塊由皮帶輸送機5回送至反擊式破碎機2中進行二次破碎。
[0032]本發明所採用的建築垃圾廢棄紅磚砌塊的特性是:最大直徑不超過250mm，是建築垃圾的一種。
[0033]本發明所採用的皮帶輸送機1、皮帶輸送機3、皮帶輸送機5的主要參數為:皮帶寬度400mm，輸送長度12_20m，功率2.2_4kW，輸送速度1.25-2.0m/s，輸送量10_20t/h。
[0034]本發明所採用的反擊式破碎機2的主要參數為:規格Φ 1000mmX 700mm，進料口尺寸400mmX 730mm，最大進料尺寸250mm，處理能力15_60t/h，電極功率15_25kW。
[0035]本發明所採用的圓振動篩4的主要參數為:篩面規格4800_X1500mm，篩面層數3層，篩孔尺寸3-100mm，最大進料尺寸400mm，處理能力7_25t/h，電機功率10kW，振動頻率870r/min,雙振幅 5_9mm。
[0036]本發明得到的大顆粒碎塊的特徵為:粒徑> 19mm，一次破碎佔進料總質量的2t。
[0037]本發明得到的成品濾料規格A的特徵為:粒徑〈4.75mm,質量為2.5t，其堆積密度為0.95g/cm3，孔隙率為40%，比表面積5.5m2/g，可用做溼地填料。
[0038]本發明得到的成品濾料規格B的特徵為:粒徑4.75-9.5mm，質量為3.4t，其堆積密度為0.92g/cm3,孔隙率為45%，比表面積4.7m2/g，可用做BAF濾料，。
[0039]本發明得到的成品濾料規格C的特徵為:粒徑9.5_19mm，質量為4.lt，其堆積密度為0.89g/cm3,孔隙率為35%，比表面積5.2m2/g，可用做UBF填料。
[0040]實施例2-5
[0041 ] 實施例2-5與實施例1的建築垃圾廢棄紅磚砌塊特性相同，但破碎質量不同。所使用的設備皮帶輸送機1、反擊式破碎機2、皮帶輸送機3、圓振動篩4、皮帶輸送機5特性相同。最終所得的成品濾料規格A、成品濾料規格B、成品濾料C的產率不同。實施例1-5所得成品濾料的產量見表1，所得成品濾料理化性能參數見表2。
[0042]表 I
【權利要求】
1.一種以廢棄紅磚砌塊製備水處理濾料的方法，其特徵是:首先將一定質量的建築垃圾廢棄紅磚砌塊通過皮帶輸送機送入反擊式破碎機經行破碎；破碎後的組分由皮帶輸送機送至圓振動篩進行篩分，篩分得到大顆粒碎塊、成品濾料規格A、成品濾料規格B和成品濾料規格C，大顆粒碎塊由皮帶輸送機回送至反擊式破碎機中進行二次破碎。
2.根據權利要求1所述的一種以廢棄紅磚砌塊製備水處理濾料的方法，其特徵是:成品濾料規格A的特徵為:粒徑〈4.75mm,佔進料總質量的25-30%，其堆積密度為0.95g/cm3,孔隙率為40%，比表面積5.5m2/g，可用做溼地填料。
3.根據權利要求1所述的一種以廢棄紅磚砌塊製備水處理濾料的方法，其特徵是:成品濾料規格B的特徵為:粒徑4.75-9.5mm,佔進料總質量的35-40%，其堆積密度為0.92g/cm3,孔隙率為45%，比表面積4.7m2/g，可用做BAF濾料。
4.根據權利要求1所述的一種以廢棄紅磚砌塊製備水處理濾料的方法，其特徵是:成品濾料規格C的特徵為:粒徑9.5-19mm,佔進料總質量的35-45%，其堆積密度為0.89g/cm3,孔隙率為35%，比表面積5.2m2/g，可用做UBF填料。
【文檔編號】B01D39/20GK103977636SQ201410193782
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月8日 優先權日:2014年5月8日
【發明者】張文藝, 馮國勇, 胡林潮, 李文昱, 劉芳, 周新程 申請人:常州大學