專利名稱：一種用于污水處理的多功能懸浮載體及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水、廢水、污水或污泥的處理設(shè)備使用的材料，特別是水、廢水或污水的生物處理所使用的微生物的懸浮載體。
背景技術(shù)：
生物工程處理生活污水常用的處理方法之一是通過生物載體將微生物固載到生物處理器中，利用微生物將水中的有機(jī)物及富營(yíng)養(yǎng)成分代謝掉。按照其エ藝設(shè)計(jì)有SBR法、AB法、流化床法、接觸氧化法、移動(dòng)床生物膜法。其中移動(dòng)床生物膜エ藝(簡(jiǎn)稱MBBR)是目前處理社區(qū)生活污水中比較先進(jìn)的方法。MBBRエ藝原理是通過向反應(yīng)器中投加一定數(shù)量的懸浮載體，提高反應(yīng)器中的生物量及生物種類，從而提高反應(yīng)器的處理效率，其核心技術(shù)是懸浮載體。目前國(guó)內(nèi)外用于MBBR的懸浮載體種類繁多，一般多以塑料或復(fù)合材料制成具有一定形狀的懸浮物，如環(huán)柱狀、階 梯狀、片狀或空心球狀等。這類載體一般體積較大，比表面積較小，其有效比表面積一般在44 270m2/m3之間。另外由于大部分是塑料制品，生物適應(yīng)性較差，導(dǎo)致生物膜掛膜周期長(zhǎng)，常溫需要15 90天。當(dāng)生物膜生長(zhǎng)到一定程度，載體內(nèi)腔被填滿，球體由于過重而沉降于底部，活性明顯降低。該類載體功能比較單一，一般不具有化學(xué)吸附作用。由于是合成材料制品，一般成本較高，投入反應(yīng)器中在一段時(shí)間之后，活性降低，不易更換。因此，研究開發(fā)ー種廉價(jià)易得、便于更換的載體材料是這類污水處理工藝所面臨的課題之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種廉價(jià)易得、便于更換的用于污水處理的多功能懸浮載體，本發(fā)明的另ー個(gè)目的是提供該用于污水處理的多功能懸浮載體的制備方法。本發(fā)明的技術(shù)方案為，一種用于污水處理的多功能懸浮載體，其特征在于是以生產(chǎn)聚合氯化鋁的廢渣、生石灰、粉煤灰、粘結(jié)劑為原料，經(jīng)混合、熟化、烘干、造粒、焙燒、粉碎各步驟后得到的目標(biāo)物，其中各原料的重量份數(shù)比為生產(chǎn)聚合氯化鋁的廢渣100、生石灰'2 6、粉煤灰30 60、粘結(jié)劑20 50 ;所述的生產(chǎn)聚合氯化鋁的廢渣是以高嶺土或鋁礬土為原料，采用鹽酸浸出エ藝生產(chǎn)聚合氯化鋁的エ序中產(chǎn)生的廢渣，其含水重量百分比在20 60%，所述的粉煤灰為以煤炭為燃料的火力發(fā)電廠在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的煙道灰，所述的粘結(jié)劑為以陶土、高嶺土、或水玻璃與滑石粉的組合物為主料制成的含水重量百分比為40-70%的漿狀物。所述的水玻璃采用模數(shù)為2. 5 3. 3之間，重量百分比濃度為10 30%的泡花堿溶液。用于污水處理的多功能懸浮載體的制備方法，其特征在于包括下述步驟(I).取生產(chǎn)聚合氯化鋁的廢渣100重量份、生石灰2 6的重量份裝入水泥攪拌機(jī)混合10 30分鐘，
(2).混合后的物料堆積熟化8 24小時(shí)，(3).將熟化后的物料加入旋轉(zhuǎn)烘干機(jī)于110 130°C烘干，(4).將烘干的物料配入30 60重量份的粉煤灰，加入球磨機(jī)進(jìn)行研磨。(5).將研磨好的粉料加入混合機(jī)，加入20 50重量份的粘結(jié)劑，攪拌均勻，造粒后晚干12 24小時(shí)；(6).將已造好粒的材料裝入爐具中，加熱至200±10°C，并保溫I 2小時(shí)，然后在6 7小時(shí)內(nèi)升溫至600 ± I (TC、保溫2 3小時(shí)，升溫至900-1000°C，焙燒2 3小時(shí)
后自然降溫至室溫；
(7).上面物料可以直接用于生物載體；或經(jīng)過粉碎機(jī)粉碎至O. 02mm以下的粒徑的顆粒。本發(fā)明所得到的產(chǎn)品可以用于MBBR生活污水處理設(shè)備作載體材料，由于其自身的特點(diǎn)具有如下優(yōu)勢(shì)(I).產(chǎn)品主要原料來自于聚合氯化鋁和電廠生產(chǎn)過程的廢棄物，為廢棄物的資源化再利用開辟了一條新途徑。(2).產(chǎn)品原料來源廣，成本低廉，具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。(3).產(chǎn)品為類陶瓷材料，水中PH呈中性，有利于微生物的附著、馴化和繁值。(4).在污水處理過程中，產(chǎn)品以微粒狀態(tài)分散于水中，有利于微生物的與污水的充分接觸，提高污水治理效果。(5).產(chǎn)品主要成分為硅鋁酸鹽，具有將生物代謝后產(chǎn)生的磷以磷酸鹽的形式固著在載體表面，通過定期抽吸污泥將磷酸鹽抽出，作為農(nóng)用肥料進(jìn)ー步達(dá)到廢物利用的目的。(6).產(chǎn)品呈微粒狀，吸附磷酸鹽后呈污泥狀沉降于處理器底部，便于通過定期抽取部分污泥更新載體，以保持微生物始終處于高活性狀態(tài)。本發(fā)明的有益效果是產(chǎn)品的原料為成本低廉的エ業(yè)廢棄物，有利于廢棄物的資源化利用。產(chǎn)品在水中呈中性有利于微生物附著増殖，產(chǎn)品主要成分為硅鋁酸鹽，具有將生物代謝后產(chǎn)生的磷以磷酸鹽的形式固著在載體表面，吸附磷酸鹽后呈污泥狀沉降于處理器底部，便于通過定期抽取部分污泥更新載體，以保持微生物始終處于高活性狀態(tài)。污泥可作為農(nóng)用肥料。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的具體實(shí)施方式
是實(shí)施例1，(I)將生產(chǎn)聚合氯化鋁的廢渣，其水分含量32. 3%，lOOKg、生石灰3Kg，裝入水泥攪拌機(jī)混合30分鐘。(2)混合后的物料堆積熟化16小吋。(3)將物料加入旋轉(zhuǎn)烘干機(jī)于110 130°C烘干。(4)將物料加入球磨機(jī)并配入粉煤灰45Kg進(jìn)行研磨。(5)并將研磨好的粉料加入混合機(jī)，加入10 %的水玻璃溶液40Kg與IOKg的滑石粉混合物作為粘結(jié)劑，攪拌均勻，造粒后晾干12 24小時(shí)；(6)將已造好粒的材料裝入爐具中，加熱至200°C,并保溫I小時(shí)，然后在6 7小時(shí)內(nèi)升溫至600°C、保溫2小時(shí)，升溫至900-1000°C，焙燒2小時(shí)后自然降溫至室溫；(7)經(jīng)過粉碎機(jī)粉碎篩分至O. 02mm以下的粒徑，得到多功能陶瓷粉末載體，用于MBBR污水處理。其使用方法是(I)在內(nèi)徑為300mm及高度為1500mm的MBBR有機(jī)玻璃模擬反應(yīng)器內(nèi)，加入玻璃柱容積20 30%的多功能陶瓷粉末載體，并按照5g/L加入預(yù)先馴化好的活性污泥；(2)通入事先調(diào)好pH = 7 8的生活廢水浸過柱中載體，于悶曝條件下進(jìn)行微生物固定化掛膜；(3)從第二天起每天更換1/5柱中廢水進(jìn)掛膜養(yǎng)生；(4)養(yǎng)生20天后,微生物掛膜過程完成,順流式加入COD為1100mg/L、氨氮為300mg/L、磷為5mg/L、pH = 6 9的模擬污水；(5)啟動(dòng)曝氣裝置進(jìn)行接觸氧化反應(yīng)，污水經(jīng)過16小時(shí)生化處理，出水指標(biāo)COD小于50mg/L，氨氮小于8mg/L，磷小于O. 5mg/L，達(dá)到國(guó)家GB8978-1996 —級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)施例2，將陶土 15Kg、水35Kg磨漿代替實(shí)施例I中的粘結(jié)劑，其他操作相同，得到的多功能陶瓷粉末載體用于MBBR污水處理。試驗(yàn)操作同實(shí)施例I。污水經(jīng)過16小時(shí)生化處理，出水指標(biāo)COD小于50mg/L，氨氮小于8mg/L，磷小于O. 5mg/L，達(dá)到國(guó)家GB8978-1996ー級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)施例3，將高嶺土 15Kg、水35Kg磨漿代替實(shí)施例I中的粘結(jié)劑，其他操作相同，得到的多功能陶瓷粉末載體用于MBBR污水處理。試驗(yàn)操作同實(shí)施例I。污水經(jīng)過16小時(shí)生化處理，出水指標(biāo)COD小于50mg/L,氨氮小于8mg/L,磷小于O. 5mg/L,達(dá)到國(guó)家 GB8978-1996 ー級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種用于污水處理的多功能懸浮載體，其特征在于是以生產(chǎn)聚合氯化鋁的廢渣、生石灰、粉煤灰、粘結(jié)劑為原料，經(jīng)混合、熟化、烘干、造粒、焙燒、粉碎各步驟后得到的目標(biāo)物，其中各原料的重量份數(shù)比為 生產(chǎn)聚合氯化鋁的廢渣100、生石灰'2 6、粉煤灰30 60、粘結(jié)劑20 50 ; 所述的生產(chǎn)聚合氯化鋁的廢渣是以高嶺土或鋁礬土為原料，采用鹽酸浸出工藝生產(chǎn)聚合氯化鋁的工序中產(chǎn)生的廢渣，其含水重量百分比在20 60%， 所述的粉煤灰為以煤炭為燃料的火力發(fā)電廠在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的煙道灰， 所述的粘結(jié)劑為以陶土、高嶺土、或水玻璃與滑石粉的組合物為主料制成的含水重量百分比為40-70%的漿狀物。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于污水處理的多功能懸浮載體，其特征在于所述的水玻璃采用模數(shù)為2. 5 3. 3之間，重量百分比濃度為10 30%的泡花堿溶液。
3.權(quán)利要求I所述的用于污水處理的多功能懸浮載體的制備方法，其特征在于包括下述步驟 (1).取生產(chǎn)聚合氯化鋁的廢渣100重量份、生石灰2 6的重量份裝入水泥攪拌機(jī)混合10 30分鐘， (2).混合后的物料堆積熟化8 24小時(shí)， (3).將熟化后的物料加入旋轉(zhuǎn)烘干機(jī)于110 130°C烘干， (4).將烘干的物料配入30 60重量份的粉煤灰，加入球磨機(jī)進(jìn)行研磨。
(5).將研磨好的粉料加入混合機(jī)，加入20 50重量份的粘結(jié)劑，攪拌均勻，造粒后晾干12 24小時(shí)； (6).將已造好粒的材料裝入爐具中，加熱至200± 10°C，并保溫I 2小時(shí)，然后在6 7小時(shí)內(nèi)升溫至600±10°C、保溫2 3小時(shí)，升溫至900-1000°C，焙燒2 3小時(shí)后自然降溫至室溫； (7).上面物料可以直接用于生物載體；或經(jīng)過粉碎機(jī)粉碎至0.02mm以下的粒徑的顆粒。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于污水處理的多功能懸浮載體及其制備方法，屬于水、廢水、污水或污泥的處理設(shè)備使用的材料，特別是水、廢水或污水的生物處理所使用的微生物的懸浮載體。該用于污水處理的多功能懸浮載體，其特征在于是以生產(chǎn)聚合氯化鋁的廢渣、生石灰、粉煤灰、粘結(jié)劑為原料，經(jīng)混合、熟化、烘干、造粒、焙燒、粉碎各步驟后得到的目標(biāo)物。本發(fā)明的產(chǎn)品的原料為成本低廉的工業(yè)廢棄物，有利于廢棄物的資源化利用。產(chǎn)品主要成分為硅鋁酸鹽，在水中呈中性有利于微生物附著增殖，可將生物代謝后產(chǎn)生的磷以磷酸鹽的形式固著在載體表面，吸附磷酸鹽后呈污泥狀沉降于處理器底部，通過定期抽取部分污泥更新載體，可保持微生物始終處于高活性狀態(tài)。
文檔編號(hào)C02F3/00GK102659238SQ201210156358
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月18日
發(fā)明者段麗菊, 紀(jì)文華, 遲斌, 高乾善 申請(qǐng)人:山東化友化學(xué)有限公司