一種以河浜淤泥為原料的汙水處理濾料及製造方法
2023-12-06 17:42:16 4
專利名稱：：一種以河浜淤泥為原料的汙水處理濾料及製造方法
技術領域：
：本發明屬於廢水處理
技術領域：
，具體涉及一種以河浜淤泥為主要原料生產球型多孔輕質汙水處理濾料。
背景技術：
：在我國的長江流域水網地區，人們習慣將不以通航功能為主，而與農業生產和百姓日常生活息息相關的小河流(大多為歷代人工開挖的河渠)稱為"河浜"。近年來，由於農村城市化水平提高，河浜已失去原有功能，隨之而來的卻是大量的工業汙水、生活廢水、農業排水及生活垃圾湧入河浜，造成河浜汙染和汙泥淤積，成為村鎮汙水、垃圾的收集池。雨季來臨或汙水累積到一定量時，這些河浜中累積的汙水會通過雨淋等途徑進入水體，造成二次汙染。河浜淤泥中常見的礦物有粘土類礦物、碳酸鹽類礦物、鋁土礦、炭質和各種廢物(如廢塑料、廢包裝材料、建築垃圾等)，構成河浜淤泥礦物質成分的元素一般以矽鋁為主要成分，另外含有數量不等的Fe203、Ca0、Mg0、K20、Na20等無機物以及微量的稀有金屬(如Cr、Ni、Pb、Hg等)。濾料作為生物膜法微生物的載體，直接影響著微生物的生長、繁殖和脫落的整個過程，影響水處理的效果。我國目前市場上的主要濾料以粉煤灰等原料生產，性能參數均能滿足濾池工藝的需要，但由於使用頁巖、粘土等均為不可再生資源，限制了陶粒濾料產量，使得陶粒濾料產品價格較高。
發明內容本發明的目的在於提供一種以河浜淤泥為主要原料，經高溫燒結製備的輕質、球形、多孔汙水處理濾料及其製造方法，由此方法製造的濾料專門用於水處理。本發明的濾料的原料各組分的質量配比為河浜淤泥為80-100%，粉煤灰0-15%，煉鋼赤泥0-5%、膨化劑2-5%;另加原料量的25-30%水和2_4%成型劑，依次經混合、造粒、乾燥與高溫燒結而成。本發明的濾料製造方法包含以下步驟將粉碎的河浜淤泥與烘乾的粉煤灰、煉鋼赤泥及膨化劑按配方量加入到混合釜中混合攪拌10-30分鐘；將混合好的原料加入到轉盤造粒機中，再按配方量加入水和成型劑進行造粒，粒徑為4-8mm，物料在轉盤造粒機中停留時間為20-40分鐘；將粒料加入到高溫燒成窯中進行乾燥與燒結，溫度為300-105(TC，乾燥與燒結的總時間為60-120分鐘。本發明的有益效果是1、本發明濾料以河浜淤泥為主要原料，克服了傳統濾料的缺點，具有表面粗糙、比表面積大、孔隙率高、外表堅硬，抗腐蝕、耐磨損等特點，即掛膜性能、布水布氣均勻度、堆積比重、強度、孔隙率、比表面積等主要性能指標高，且具有很高的性能價格比。2、可通過控制木炭粉或雲母粉的粒度與用量，方便生產出指定孔徑與表觀密度的濾料。3、本發明原料來源廣泛，生產工藝簡單，無汙染，成本低，附加值高，其生產可以利用現有水泥廠的生產設備與工藝轉產球型濾料，用於汙水處理的性能指標符合環保水處理要求，達到了以廢治廢的效果。具體實施例方式以河浜淤泥、粉煤灰及煉鋼赤泥為主要原料，添加成型劑和膨化劑，主要原料及各組分的質量配比為河浜淤泥為80-100%，粉煤灰0-15%，煉鋼赤泥0-5%、膨化劑2-5%;另加主要原料量的25-30%水和2-4%成型劑。其中，膨化劑為礦石、木炭粉、廢塑料粉與雲母粉中任意一種；成型劑為濃度為0.2X的聚丙烯醯胺PAM溶液。將上述主要原料及各組分依次經混合、造粒、乾燥與高溫燒結形成本發明的濾料。將烘乾並粉碎的粒度為100-250目的河浜淤泥與烘乾的粉煤灰、煉鋼赤泥及膨化劑按配方量加入到混合釜中，混合攪拌10-30分鐘，混合器選擇雙螺旋錐型混合器。然後將混合好的原料加入到轉盤造粒機中，再按配方量加入水和成型劑進行造粒，粒度控制在4-8mm，物料在轉盤造粒機中的平均停留時間為20-40分鐘。將粒料加入到高溫燒成窯中進行乾燥與燒結，溫度為300-105(TC，乾燥與燒結的總時間為60-120分鐘。由此製造出的輕質、多孔、球粒濾料能夠達到作為水處理濾料的質量要求。其主要理化參數為比表面積5.4-7.3m7g，孔隙率40-65%，堆密度700-800kg/m3，磨損率<2%，平均孔徑120-200iim。本發明優選的製造工藝條件為原料混合時間15-25分鐘，造粒機中停留時間為20-30分鐘。在燒成窯中乾燥時間為40-60分鐘，乾燥溫度為350-40(TC，燒結時間為20-60分鐘，燒結溫度為950-1050°C。原料配比以質量為基準，其中河浜淤泥為80%、粉煤灰15%、煉鋼赤泥5%，另加膨化劑(原料量的)2%、水(原料量的)25-30%、液體成型劑(原料量的)2%。配方中的膨化劑可以選擇焦炭粉、木炭粉、炭黑中、雲母粉的任意一種，本發明推薦採用雲母粉，配方中的成型劑為聚丙烯醯胺溶液。下面將通過5個實施例對本發明的效果給予進一步的說明，實施例中的物料配比以質量為基準，配料為100kg。實施例1以河浜淤泥、雲母粉為原料。配比為河浜淤泥80kg、粉煤灰15kg、煉鋼赤泥5kg，另加膨化劑(雲母粉)2kg。生產過程如下l、將原料河浜淤泥80kg、粉煤灰15kg、煉鋼赤泥5kg及雲母粉2kg，分別加入到混合釜中進行混合20分鐘，然後加入28kg的水和2kg聚丙烯醯胺溶液(濃度0.2%)進行混合，人工造粒。2、將粒料放入溫度為40(TC的燒結爐中，保溫烘乾45分鐘，然後升溫燒結造孔。升溫到105(TC時，保溫15分鐘。3、燒結好的陶粒出爐後自然冷卻到室溫。實施例2-5實施例2、3與實施例1的不同之處為雲母粉的用量減少，其餘原料用量不變，操作條件不變。實施例4與實施例1的不同之處為粉煤灰的用量減少、煉鋼赤泥用量增加，實施例5與實施例1的不同之處為原料為全部河浜淤泥，其餘不變。實施例3膨化劑由雲母粉改為木炭粉，實施例4膨化劑由雲母粉改為廢塑料粉，原料用量與操作條件均不變，與實施例1相同。實施例1-5的原料配比見表l，相應濾料的理化性能指標見表2。表1tableseeoriginaldocumentpage5表2tableseeoriginaldocumentpage5權利要求一種以河浜淤泥為原料的球型多孔輕質汙水處理濾料，其特徵是原料各組分的質量配比為河浜淤泥為80-100％，粉煤灰0-15％，煉鋼赤泥0-5％、膨化劑2-5％；另加原料量的25-30％水和2-4％成型劑，依次經混合、造粒、乾燥與高溫燒結而成。2.根據權利要求1所述的以河浜淤泥為原料的球型多孔輕質汙水處理濾料，其特徵是所述的膨化劑為礦石、木炭粉、廢塑料粉與雲母粉中任意一種。3.根據權利要求1所述的以河浜淤泥為原料的球型多孔輕質汙水處理濾料，其特徵是所述的成型劑為濃度為0.2%的聚丙烯醯胺PAM溶液。4.一種權利要求1所述濾料的製造方法，其特徵包含以下步驟①將粉碎的河浜淤泥與烘乾的粉煤灰、煉鋼赤泥及膨化劑按配方量加入到混合釜中混合攪拌10-30分鐘；②將混合好的原料加入到轉盤造粒機中，再按配方量加入水和成型劑進行造粒，粒徑為4-8mm，物料在轉盤造粒機中停留時間為20-40分鐘；③將粒料加入到高溫燒成窯中進行乾燥與燒結，溫度為300-105(TC，乾燥與燒結的總時間為60-120分鐘。5.根據權利要求4所述濾料的製造方法，其特徵是原料混合時間為15-25分鐘，造粒機中停留時間為20-30分鐘，在燒成窯中乾燥時間為40-60分鐘，乾燥溫度為350-400°C，燒結時間為20-60分鐘，燒結溫度為950-105(TC，熟料在常溫下自然冷卻。全文摘要本發明公開了一種以河浜淤泥為原料的汙水處理濾料及製造方法，濾料各組分的質量配比為河浜淤泥為80-100％，粉煤灰0-15％，煉鋼赤泥0-5％、膨化劑2-5％；另加原料量的25-30％水和2-4％成型劑，依次經混合、造粒、乾燥與高溫燒結而成，本發明掛膜性能、布水布氣均勻度、堆積比重、強度、孔隙率、比表面積等主要性能指標高，可通過控制木炭粉或雲母粉的粒度與用量方便地生產出指定孔徑與表觀密度的濾料，原料來源廣泛，生產工藝簡單，無汙染，成本低，附加值高，其生產可利用現有水泥廠的生產設備與工藝轉產球型濾料，用於汙水處理的性能指標符合環保要求，達到了以廢治廢的效果。文檔編號B01D39/06GK101711931SQ20091026404公開日2010年5月26日申請日期2009年12月29日優先權日2009年12月29日發明者張文藝,戴竹青,李定龍,馬建鋒申請人:江蘇工業學院