CN102659238B - 一种用于污水处理的多功能悬浮载体及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于污水处理的多功能悬浮载体及其制备方法，属于水、废水、污水或污泥的处理设备使用的材料，特别是水、废水或污水的生物处理所使用的微生物的悬浮载体。该用于污水处理的多功能悬浮载体，其特征在于：是以生产聚合氯化铝的废渣、生石灰、粉煤灰、粘结剂为原料，经混合、熟化、烘干、造粒、焙烧、粉碎各步骤后得到的目标物。本发明的产品的原料为成本低廉的工业废弃物，有利于废弃物的资源化利用。产品主要成分为硅铝酸盐，在水中呈中性有利于微生物附着增殖，可将生物代谢后产生的磷以磷酸盐的形式固着在载体表面，吸附磷酸盐后呈污泥状沉降于处理器底部，通过定期抽取部分污泥更新载体，可保持微生物始终处于高活性状态。

Description

一种用于污水处理的多功能悬浮载体及其制备方法

技术领域

本发明属于水、废水、污水或污泥的处理设备使用的材料，特别是水、废水或污水的生物处理所使用的微生物的悬浮载体。

背景技术

生物工程处理生活污水常用的处理方法之一是通过生物载体将微生物固载到生物处理器中，利用微生物将水中的有机物及富营养成分代谢掉。按照其工艺设计有SBR法、AB法、流化床法、接触氧化法、移动床生物膜法。其中移动床生物膜工艺(简称MBBR)是目前处理社区生活污水中比较先进的方法。

MBBR工艺原理是通过向反应器中投加一定数量的悬浮载体，提高反应器中的生物量及生物种类，从而提高反应器的处理效率，其核心技术是悬浮载体。目前国内外用于MBBR的悬浮载体种类繁多，一般多以塑料或复合材料制成具有一定形状的悬浮物，如环柱状、阶梯状、片状或空心球状等。这类载体一般体积较大，比表面积较小，其有效比表面积一般在44～270m²/m³之间。另外由于大部分是塑料制品，生物适应性较差，导致生物膜挂膜周期长，常温需要15～90天。当生物膜生长到一定程度，载体内腔被填满，球体由于过重而沉降于底部，活性明显降低。该类载体功能比较单一，一般不具有化学吸附作用。由于是合成材料制品，一般成本较高，投入反应器中在一段时间之后，活性降低，不易更换。因此，研究开发一种廉价易得、便于更换的载体材料是这类污水处理工艺所面临的课题之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种廉价易得、便于更换的用于污水处理的多功能悬浮载体，本发明的另一个目的是提供该用于污水处理的多功能悬浮载体的制备方法。

本发明的技术方案为，一种用于污水处理的多功能悬浮载体，其特征在于：是以生产聚合氯化铝的废渣、生石灰、粉煤灰、粘结剂为原料，经混合、熟化、烘干、造粒、焙烧、粉碎各步骤后得到的目标物，其中各原料的重量份数比为：

生产聚合氯化铝的废渣：100、生石灰：2～6、粉煤灰：30～60、粘结剂：20～50；

所述的生产聚合氯化铝的废渣是以高岭土或铝矾土为原料，采用盐酸浸出工艺生产聚合氯化铝的工序中产生的废渣，其含水重量百分比在20～60％，

所述的粉煤灰为以煤炭为燃料的火力发电厂在生产过程中产生的烟道灰，

所述的粘结剂为以陶土、高岭土、或水玻璃与滑石粉的组合物为主料制成的含水重量百分比为40-70％的浆状物。

所述的水玻璃采用模数为2.5～3.3之间，重量百分比浓度为10～30％的泡花碱溶液。

用于污水处理的多功能悬浮载体的制备方法，其特征在于：包括下述步骤：

(1).取生产聚合氯化铝的废渣100重量份、生石灰2～6的重量份装入水泥搅拌机混合10～30分钟，

(2).混合后的物料堆积熟化8～24小时，

(3).将熟化后的物料加入旋转烘干机于110～130℃烘干，

(4).将烘干的物料配入30～60重量份的粉煤灰，加入球磨机进行研磨。

(5).将研磨好的粉料加入混合机，加入20～50重量份的粘结剂，搅拌均匀，造粒后晾干12～24小时；

(6).将已造好粒的材料装入炉具中，加热至200±10℃，并保温1～2小时，然后在6～7小时内升温至600±10℃、保温2～3小时，升温至900-1000℃，焙烧2～3小时后自然降温至室温；

(7).上面物料可以直接用于生物载体；或经过粉碎机粉碎至0.02mm以下的粒径的颗粒。

本发明所得到的产品可以用于MBBR生活污水处理设备作载体材料，由于其自身的特点具有如下优势：

(1).产品主要原料来自于聚合氯化铝和电厂生产过程的废弃物，为废弃物的资源化再利用开辟了一条新途径。

(2).产品原料来源广，成本低廉，具有市场竞争优势。

(3).产品为类陶瓷材料，水中PH呈中性，有利于微生物的附着、驯化和繁值。

(4).在污水处理过程中，产品以微粒状态分散于水中，有利于微生物的与污水的充分接触，提高污水治理效果。

(5).产品主要成分为硅铝酸盐，具有将生物代谢后产生的磷以磷酸盐的形式固着在载体表面，通过定期抽吸污泥将磷酸盐抽出，作为农用肥料进一步达到废物利用的目的。

(6).产品呈微粒状，吸附磷酸盐后呈污泥状沉降于处理器底部，便于通过定期抽取部分污泥更新载体，以保持微生物始终处于高活性状态。

本发明的有益效果是产品的原料为成本低廉的工业废弃物，有利于废弃物的资源化利用。产品在水中呈中性有利于微生物附着增殖，产品主要成分为硅铝酸盐，具有将生物代谢后产生的磷以磷酸盐的形式固着在载体表面，吸附磷酸盐后呈污泥状沉降于处理器底部，便于通过定期抽取部分污泥更新载体，以保持微生物始终处于高活性状态。污泥可作为农用肥料。

具体实施方式

本发明的具体实施方式是：

实施例1，(1)将生产聚合氯化铝的废渣，其水分含量32.3％，100Kg、生石灰3Kg，装入水泥搅拌机混合30分钟。(2)混合后的物料堆积熟化16小时。(3)将物料加入旋转烘干机于110～130℃烘干。(4)将物料加入球磨机并配入粉煤灰45Kg进行研磨。(5)并将研磨好的粉料加入混合机，加入10％的水玻璃溶液40Kg与10Kg的滑石粉混合物作为粘结剂，搅拌均匀，造粒后晾干12～24小时；(6)将已造好粒的材料装入炉具中，加热至200℃，并保温1小时，然后在6～7小时内升温至600℃、保温2小时，升温至900-1000℃，焙烧2小时后自然降温至室温；(7)经过粉碎机粉碎筛分至0.02mm以下的粒径，得到多功能陶瓷粉末载体，用于MBBR污水处理。其使用方法是：(1)在内径为300mm及高度为1500mm的MBBR有机玻璃模拟反应器内，加入玻璃柱容积20～30％的多功能陶瓷粉末载体，并按照5g/L加入预先驯化好的活性污泥；(2)通入事先调好pH＝7～8的生活废水浸过柱中载体，于闷曝条件下进行微生物固定化挂膜；(3)从第二天起每天更换1/5柱中废水进挂膜养生；(4)养生20天后，微生物挂膜过程完成，顺流式加入COD为1100mg/L、氨氮为300mg/L、磷为5mg/L、pH＝6～9的模拟污水；(5)启动曝气装置进行接触氧化反应，污水经过16小时生化处理，出水指标COD小于50mg/L，氨氮小于8mg/L，磷小于0.5mg/L，达到国家GB8978-1996一级排放标准。

实施例2，将陶土15Kg、水35Kg磨浆代替实施例1中的粘结剂，其他操作相同，得到的多功能陶瓷粉末载体用于MBBR污水处理。试验操作同实施例1。污水经过16小时生化处理，出水指标COD小于50mg/L，氨氮小于8mg/L，磷小于0.5mg/L，达到国家GB8978-1996一级排放标准。

实施例3，将高岭土15Kg、水35Kg磨浆代替实施例1中的粘结剂，其他操作相同，得到的多功能陶瓷粉末载体用于MBBR污水处理。试验操作同实施例1。污水经过16小时生化处理，出水指标COD小于50mg/L，氨氮小于8mg/L，磷小于0.5mg/L，达到国家GB8978-1996一级排放标准。

Claims (3)

1.一种用于污水处理的多功能悬浮载体，其特征在于：是以生产聚合氯化铝的废渣、生石灰、粉煤灰、粘结剂为原料，经混合、熟化、烘干、造粒、焙烧、粉碎各步骤后得到的目标物，其中各原料的重量份数比为：

生产聚合氯化铝的废渣：100、生石灰：2～6、粉煤灰：30～60、粘结剂：20～50；

所述的生产聚合氯化铝的废渣是以高岭土或铝矾土为原料，采用盐酸浸出工艺生产聚合氯化铝的工序中产生的废渣，其含水重量百分比在20～60％，

所述的粉煤灰为以煤炭为燃料的火力发电厂在生产过程中产生的烟道灰，

所述的粘结剂为以陶土、高岭土、或水玻璃与滑石粉的组合物为主料制成的含水重量百分比为40-70％的浆状物。

2.根据权利要求1所述的一种用于污水处理的多功能悬浮载体，其特征在于：所述的水玻璃采用模数为2.5～3.3之间，重量百分比浓度为10～30％的泡花碱溶液。

3.权利要求1所述的用于污水处理的多功能悬浮载体的制备方法，其特征在于：包括下述步骤：

(1).取生产聚合氯化铝的废渣100重量份、生石灰2～6的重量份装入水泥搅拌机混合10～30分钟，

(2).混合后的物料堆积熟化8～24小时，

(3).将熟化后的物料加入旋转烘干机于110～130℃烘干，

(4).将烘干的物料配入30～60重量份的粉煤灰，加入球磨机进行研磨。

(5).将研磨好的粉料加入混合机，加入20～50重量份的粘结剂，搅拌均匀，造粒后晾干12～24小时；

(6).将已造好粒的材料装入炉具中，加热至200±10℃，并保温1～2小时，然后在6～7小时内升温至600±10℃、保温2～3小时，升温至900-1000℃，焙烧2～3小时后自然降温至室温；

(7).上面物料可以直接用于生物载体；或经过粉碎机粉碎至0.02mm以下的粒径的颗粒。