專利名稱：粉煤灰生物濾料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種曝氣生物濾池用人造環(huán)保濾料，具體涉及一種粉煤灰生物濾料及其制備方法。
背景技術(shù)：
曝氣生物濾池是一種將生物氧化機(jī)理與深床過濾機(jī)理有機(jī)結(jié)合的新型生物污水處理技術(shù)，近年作為核心設(shè)施廣泛應(yīng)用在AB法、AO法、A/A/0法、SBR法、氧化溝法、一體化池法等污水治理工藝中，也可單獨(dú)使用。濾料在曝氣生物濾池中的作用至關(guān)重要，自法國 CGF公司所屬的OTV公司首次開發(fā)曝氣生物工藝以來，即采用一種新型圓形粒狀濾料(即人造陶粒)，該料一方面提供微生物生長的場所，另一方面可以截留污水中的SS和剩余污泥， 因而濾料的質(zhì)量直接影響到曝氣生物濾池中微生物降解有機(jī)物性能的優(yōu)劣并影響到污水廠的處理成本。現(xiàn)有的曝氣生物濾池用濾料包括粘土陶粒、浮石、石英砂等，其中以粘土陶粒的性能為最好，粘土陶粒濾料一般采用粘土、粉煤灰(爐渣)和內(nèi)燃劑(煤粉)混合燒制而成，但是，粘土陶粒比表面積低、孔隙率不高，并且粘土為不可再生資源，原料來源有限，并且成本較高。公開號為CN102060457A的專利文獻(xiàn)公開了一種利用廢棄粉煤灰和煤矸石制備曝氣生物濾池濾料的方法，該方法采用煤矸石作為粉煤灰燒結(jié)陶粒的內(nèi)燃劑和粘結(jié)劑，可以替代現(xiàn)有的粘土陶粒；但是，該方法制備的濾料比表面積仍然較低、孔隙率也不高，并且其中為了增強(qiáng)濾料強(qiáng)度而添加的外加劑是不可再生資源，沒達(dá)到完全采用固體廢棄物的目的； 另外，該方法使生料球在100°C和200°C下蒸發(fā)水分，容易出現(xiàn)生料球炸球、爆皮現(xiàn)象，影響成品濾料的孔隙率，該方法的燒結(jié)溫度為1000°C以上，濾料表面會產(chǎn)生硬殼，不利于生物細(xì)菌生長。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種粉煤灰生物濾料及其制備方法，得到粉煤灰生物濾料比表面積高、孔隙率高,并且完全采用固體廢棄物制備,成本低。本發(fā)明公開了一種粉煤灰生物濾料，該粉煤灰生物濾料的原料組成及質(zhì)量百分比為
粉煤灰86% 95%
粘土質(zhì)煤砰石 3% 10%
粘結(jié)劑0. 5% 10%
膨脹劑1% 3%。進(jìn)一步，所述粘土質(zhì)煤矸石的含碳質(zhì)量百分比為10%以上，粒徑小于120目； 進(jìn)一步，所述粘結(jié)劑由城市污泥、淤泥、電解灰、礦渣、鋼渣和磁選污泥中的一種或多種
組成；
進(jìn)一步，所述膨脹劑由城市鋁粉、木屑和動植物發(fā)泡劑中的一種或多種組成。
3
本發(fā)明還公開了一種粉煤灰生物濾料的制備方法，包括以下步驟
1)將粉煤灰破碎、磨細(xì)，然后將粉煤灰、粘土質(zhì)煤矸石、粘結(jié)劑和膨脹劑按比例計(jì)量混
合；
2)往混合物中加水并攪拌均勻后,使其成核、成球,形成生料球；
3)將生料球送入燒結(jié)設(shè)備中燒結(jié)，制得粉煤灰生物濾料。進(jìn)一步，所述步驟3)中，將生料球送入燒結(jié)設(shè)備中后，先升溫至75 80°C，將生料球烘干至含水質(zhì)量百分比小于5%，再升溫至90(T95(TC，使生料球在臺車行走速度0. 4
0.6m/min的條件下燒結(jié)。本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明采用粘土質(zhì)煤矸石作為粉煤灰燒結(jié)陶粒的內(nèi)燃劑和粘結(jié)劑，并且添加了粘結(jié)劑、膨脹劑，填補(bǔ)增強(qiáng)了粉煤灰的活性，增強(qiáng)了濾料強(qiáng)度和增大了濾料比表面積，使得到的粉煤灰生物濾料比表面積高、孔隙率高，并且上述原料完全是固體廢棄物，達(dá)到了廢物回收利用的目的，使濾料制備成本低廉；另外，本發(fā)明采用低溫干燥和低溫慢燒的燒結(jié)工藝，減少了生料球的炸球、爆皮現(xiàn)象，保證濾料均勻燒透，提高了成品濾料的質(zhì)量和孔隙率，并且濾料表面不會產(chǎn)生硬殼，利于生物細(xì)菌生長。


為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，其中
圖I為本發(fā)明的粉煤灰生物濾料的燒結(jié)溫度曲線。
具體實(shí)施例方式
以下將參照附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。實(shí)施例I
本實(shí)施例的粉煤灰生物濾料的原料組成及質(zhì)量百分比為
粉煤灰86%
粘土質(zhì)煤砰石 3%
粘結(jié)劑10%
膨脹劑1%。本實(shí)施例中，所述粘土質(zhì)煤矸石的含碳質(zhì)量百分比為10%以上，粒徑小于120目； 煤矸石是采煤、掘進(jìn)、洗煤過程中排出的固體廢棄物，本發(fā)明采用含碳質(zhì)量百分比為10%以上和粘土質(zhì)性質(zhì)的煤矸石，通過磨細(xì)增加其活性，作為粉煤灰燒結(jié)陶粒的內(nèi)燃劑和粘結(jié)劑。本實(shí)施例中，所述粘結(jié)劑由城市污泥、淤泥、電解灰、礦渣、鋼渣和磁選污泥中的一種或多種組成；粘結(jié)劑填補(bǔ)增強(qiáng)了粗顆粒粉煤灰的活性，增強(qiáng)了濾料強(qiáng)度。本實(shí)施例中，所述膨脹劑由城市鋁粉、木屑和動植物發(fā)泡劑中的一種或多種組成； 膨脹劑在燒結(jié)過程中膨脹，進(jìn)一步增加了濾料的微孔，增大了濾料的孔隙率，增大了濾料比表面積，使得到的濾料成品比表面積高、孔隙率高。上述粘土質(zhì)煤矸石、粘結(jié)劑和膨脹劑完全是固體廢棄物，可根據(jù)濾料的使用性能要求以及固體廢棄物資源配置情況選擇調(diào)配。本實(shí)施例的粉煤灰生物濾料的制備方法，包括以下步驟I)將粉煤灰破碎、磨細(xì)，然后將粉煤灰、粘土質(zhì)煤矸石、粘結(jié)劑和膨脹劑按比例計(jì)量混
合
2)往混合物中加水并攪拌均勻后,使其成核、成球,形成生料球；
3)將生料球送入燒結(jié)設(shè)備中燒結(jié)，制得粉煤灰生物濾料。本實(shí)施例中，所述步驟3)中，將生料球送入燒結(jié)設(shè)備中后，先升溫至75 80°C， 將生料球烘干至含水質(zhì)量百分比小于5%，再升溫至90(T95(TC，使生料球在臺車行走速度
0.4 0. 6m/min的條件下燒結(jié)，其燒結(jié)溫度曲線如圖I所示；75 80°C的低溫干燥減少了生料球的炸球、爆皮現(xiàn)象，提高了成品濾料的質(zhì)量和孔隙率，90(T95(TC的低溫慢燒保證濾料均勻燒透，并且濾料表面不會產(chǎn)生硬殼，利于生物細(xì)菌生長。實(shí)施例2
本實(shí)施例與實(shí)施例比為
粉煤灰
粘土質(zhì)煤矸石
粘結(jié)劑
膨脹劑實(shí)施例3
本實(shí)施例與實(shí)施例比為
粉煤灰
粘土質(zhì)煤矸石
粘結(jié)劑
膨脹劑實(shí)施例4
本實(shí)施例與實(shí)施例比為
粉煤灰
粘土質(zhì)煤矸石
粘結(jié)劑
膨脹劑
I的區(qū)別在于本實(shí)施例的粉煤灰生物濾料的原料組成及質(zhì)量百分
88. 5%
10%
0.5%1%。
I的區(qū)別在于本實(shí)施例的粉煤灰生物濾料的原料組成及質(zhì)量百分
90%
4%
3%3%。
I的區(qū)別在于本實(shí)施例的粉煤灰生物濾料的原料組成及質(zhì)量百分
95%
3%
0.5%
1.5%。 最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管通過參照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對其作出各種各樣的改變，而不偏離所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種粉煤灰生物濾料，其特征在于該粉煤灰生物濾料的原料組成及質(zhì)量百分比為粉煤灰86% 95%粘土質(zhì)煤砰石 3% 10%粘結(jié)劑0. 5% 10%膨脹劑1% 3%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的粉煤灰生物濾料，其特征在于所述粘土質(zhì)煤矸石的含碳質(zhì)量百分比為10%以上，粒徑小于120目。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的粉煤灰生物濾料，其特征在于所述粘結(jié)劑由城市污泥、淤泥、電解灰、礦渣、鋼渣和磁選污泥中的一種或多種組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的粉煤灰生物濾料，其特征在于所述膨脹劑由城市鋁粉、木屑和動植物發(fā)泡劑中的一種或多種組成。
5.權(quán)利要求I至4任意一項(xiàng)所述的粉煤灰生物濾料的制備方法，其特征在于包括以下步驟1)將粉煤灰破碎、磨細(xì)，然后將粉煤灰、粘土質(zhì)煤矸石、粘結(jié)劑和膨脹劑按比例計(jì)量混合；2)往混合物中加水并攪拌均勻后,使其成核、成球,形成生料球；3)將生料球送入燒結(jié)設(shè)備中燒結(jié)，制得粉煤灰生物濾料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的粉煤灰生物濾料的制備方法，其特征在于所述步驟3)中， 將生料球送入燒結(jié)設(shè)備中后，先升溫至75 80°C，將生料球烘干至含水質(zhì)量百分比小于5%， 再升溫至90(T950°C，使生料球在臺車行走速度0. 4 0. 6m/min的條件下燒結(jié)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種粉煤灰生物濾料及其制備方法；該粉煤灰生物濾料的原料組成及質(zhì)量百分比為粉煤灰86%～95%，粘土質(zhì)煤矸石3%～10%，粘結(jié)劑0.5%～10%，膨脹劑1%～3%；本發(fā)明的粉煤灰生物濾料的制備方法，包括以下步驟1)將粉煤灰破碎、磨細(xì)，然后將粉煤灰、粘土質(zhì)煤矸石、粘結(jié)劑和膨脹劑按比例計(jì)量混合；2)往混合物中加水并攪拌均勻后，使其成核、成球，形成生料球；3)將生料球送入燒結(jié)設(shè)備中燒結(jié)，制得粉煤灰生物濾料。本發(fā)明添加了粘結(jié)劑、膨脹劑，填補(bǔ)增強(qiáng)了粉煤灰的活性，增強(qiáng)了濾料強(qiáng)度，使濾料比表面積高、孔隙率高，并且上述原料完全是固體廢棄物，達(dá)到了廢物回收利用的目的，使濾料制備成本低廉。
文檔編號C04B38/06GK102603359SQ20121009820
公開日2012年7月25日 申請日期2012年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月6日
發(fā)明者王乃俊, 范峪銘, 魏秀玲 申請人:包頭市正唐節(jié)能環(huán)保有限公司