專利名稱：一種用于污水處理的牡蠣殼活性生物濾料及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種以天然牡蠣殼為主要原料，經(jīng)酸化造孔，制成輕質(zhì)、多微孔、比表面積大的活性生物濾料及其制造方法。
背景技術(shù)：
目前對工業(yè)廢水和城市生活污水的治理方法很多，如化學(xué)氧化還原法、化學(xué)沉淀法、膜分離法、生化法，生化法又分活性污泥法和生物膜法。目前應(yīng)用最廣、最具發(fā)展前景的是生物膜法的代表性工藝-曝氣生物濾池；決定曝氣生物濾池性能好壞的關(guān)鍵之一是濾料的性能，理想的濾料應(yīng)具備下述特征能為微生物附著提供大量的表面積；使污水以液膜狀態(tài)流過生物膜；有足夠的空隙率保證通風(fēng)供氧和使脫落的生物膜能隨水流出濾池；不被微生物分解，也不抑制微生物生長；有一定的機(jī)械強(qiáng)度且價格低廉。
目前曝氣生物濾池使用的濾料主要是天然卵石與陶粒兩大類；符合顆粒 級配的天然卵石雖然基本符合上述要求，但缺點(diǎn)是堆積密度大，空隙率較小，比表面積較小，應(yīng)用受到限制、各種合成燒結(jié)陶粒，上述主要性能都比卵石好，但也存在機(jī)械強(qiáng)度差，壽命短，用久易掉色損壞，且價格較高等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對天然卵石濾料和各種合成燒結(jié)陶粒濾料的不足，提供一種用于污水處理的牡蠣殼活性生物濾料及其制造方法，以此種方法制造的牡蠣殼活性生物濾料可克服上述兩類濾料的不足，專門用作水處理濾料。
本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案是選用沿海地區(qū)大量廢棄的牡蠣殼為原料，利用其堆積密度小、天然翹曲、多微孔、高空隙率等優(yōu)良的物理特性，和化學(xué)可加工性好的特點(diǎn)，利用酸洗造孔工藝，增加其表面微孔數(shù)量，制成一種堆積密度小、空隙率高、多微孔、微生物親和力強(qiáng)的優(yōu)質(zhì)污水專用濾料；牡蠣殼的化學(xué)成分主要是生物鈣，將牡蠣殼放置于含有硫酸的水溶液中，其表面的碳酸鈣與硫酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成硫酸鈣和亞硫酸鈣，水和二氧化碳，二氧化碳?xì)怏w逸出，附著在牡蠣殼表面上的硫酸鈣和亞硫酸鈣被水沖洗掉后，就會在其表面上形成更多的微孔，其化學(xué)方程式是，。
本發(fā)明的生產(chǎn)工藝為分檢清洗→加熱干燥→酸化造孔→沖洗干燥。
分檢沖洗將收集到的牡蠣殼進(jìn)行分檢。分檢外觀質(zhì)量要求是殼厚度≥2mm，長度≥50mm，寬度≥30mm；化學(xué)成分質(zhì)量要求是鈣含量39～41％，鐵含量26～28％，錳含量12～12.8％，鋅含量7.9～8.4％，鍶含量6～7％，鎳含量2.3～2.5％，銅含量＜2.3％。將分檢出的合格品清洗干凈，陰干后進(jìn)入下道程序。
加熱干燥將陰干后的牡蠣殼放進(jìn)加熱室，進(jìn)行加熱干燥，溫度自常溫升溫到180℃，升溫時間是50分鐘，然后再恒溫180℃停留10分鐘。
酸化造孔將加熱干燥處理的牡蠣殼直接裝入酸化造孔裝置浸泡沖洗，進(jìn)行酸化造孔。具體要求是浸泡時間為72h，裝置水質(zhì)要求含有廢硫酸溶液或發(fā)電廠脫硫廢水(水質(zhì)PH值2～5)，水要從裝置底部進(jìn)入，向上流經(jīng)被浸泡沖洗的牡蠣殼，水流速度1～2m/h。水在流出后再循環(huán)進(jìn)入裝置重復(fù)使用。
沖洗干燥經(jīng)酸化造孔后的產(chǎn)品用水沖洗干凈后，放置通風(fēng)棚內(nèi)干燥后，稱重、裝箱。
本發(fā)明的有益效果是1.本產(chǎn)品堆積密度小，僅為0.4t/m3，空隙率高，可達(dá)90％，表面微孔多達(dá)40～60％，具有很高的微生物親和力，因而是一種抗堵塞性能好、水力條件好、生化反應(yīng)效率高的優(yōu)質(zhì)專用污水工程濾料。由于它處理效率高、堆積密度小，可大量節(jié)省基建用地和基建費(fèi)用。
2.利用沿海地區(qū)水產(chǎn)養(yǎng)殖廢棄的牡蠣殼為原料，不僅生產(chǎn)成本降低，它還解決了海邊大量棄置的牡蠣殼對環(huán)境的污染，化害為利、變廢為寶。
3.用發(fā)電廠的脫硫酸性廢水作為酸化造孔的生產(chǎn)用水，既可以降低生產(chǎn)成本，又可以減少發(fā)電廠脫硫廢水的處理成本。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明的效果作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
以天然牡蠣殼廢棄物為產(chǎn)品原料，通過分檢清洗、加熱干燥、酸化造孔、沖洗干燥工藝，制成活性生物濾料。
1.將收集到的牡蠣殼進(jìn)行分檢清洗，外形長要≥50mm，寬要≥30mm，殼厚度≥2mm，批量化驗(yàn)?zāi)迪牃さ幕瘜W(xué)成分是鈣含量40％，鐵含量27％，錳含量12％，鋅含量8％，鍶含量6％，鎳含量2.3％，銅含量2.2％，沖洗干凈陰干后備用。
2.將分檢好的原料放進(jìn)干燥室，進(jìn)行加熱處理，加熱時間分為升溫加熱段和恒溫加熱段，升溫加熱段是在50分鐘內(nèi)從常溫加熱到180℃，恒溫加熱段是在180℃加熱10分鐘。
3.將加熱處理后的牡蠣殼放入酸化造孔裝置內(nèi)，(生產(chǎn)用水可采用PH值為2～4的硫酸水溶液，也可采用發(fā)電廠的脫硫廢水，)水溶液在裝置內(nèi)不停的從底部向上流動，流經(jīng)牡蠣殼時，就會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，置換出其表面的一些鈣質(zhì)，生成硫酸鈣、亞硫酸鈣、水和二氧化碳，不斷向上流動的水流不斷沖洗牡蠣殼，反應(yīng)、沖洗不斷進(jìn)行，慢慢就會在其表面上形成許多微孔，生產(chǎn)用水要求是PH值2～4，水的上升流速度為2m/h，牡蠣殼在池中停留、反應(yīng)時間是72小時。
4.造孔后的牡蠣殼從裝置中取出后用水沖洗干凈，放置通風(fēng)棚內(nèi)陰干后，就會制成輕質(zhì)、表面多微孔、堆積密度小的優(yōu)質(zhì)活性生物濾料，其產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)如下①堆積密度0.4t/m3②堆積空隙率90％③比表面積1.8×104m2/kg④平均孔徑80μm⑤表面孔隙率40～60％
權(quán)利要求
1.一種用于污水處理的活性生物濾料及其制造方法，其特點(diǎn)在于它以沿海地區(qū)養(yǎng)殖廢棄物牡蠣殼為原料，經(jīng)分檢、加熱、酸化造孔等工藝，制成輕質(zhì)、多微孔、比表面積大的活性生物濾料的方法。
2.如權(quán)利要求1所述的一種用于污水處理的活性生物濾料及其制造方法，其特征在于加熱干燥過程為由常溫升溫到180℃，升溫時間為50分鐘，然后再恒溫180℃加熱10分鐘。
3.如權(quán)利要求1所述的一種用于污水處理的活性生物濾料及其制造方法，其特征在于酸化造孔裝置采用底部進(jìn)水向上流經(jīng)待造孔牡蠣殼，出水重復(fù)循環(huán)，水質(zhì)要求是弱硫酸溶液或發(fā)電廠脫硫廢水(PH值2～5)，牡蠣殼在造孔裝置內(nèi)被沖洗浸泡時間為72小時。
4.如權(quán)利要求1所述的一種用于污水處理的活性生物濾料及其制造方法，其特征在于牡蠣殼原料的外形要求是長要≥50mm，寬要≥30mm，殼厚度≥2mm；牡蠣殼原料的化學(xué)成分要求是鈣含量39～41％，鐵含量26～28％，錳含量12～12.8％，鋅含量7.9～8.4％，鍶含量6～7％，鎳含量2.3～2.5％，銅含量＜2.3％。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用于污水處理的牡蠣殼活性生物濾料及其制造方法，涉及污水處理領(lǐng)域一種專用生物濾料。其特點(diǎn)是用天然牡蠣殼為主要原料，經(jīng)分檢、加熱、酸化造孔等工藝，制成輕質(zhì)、多微孔、比表面積大、微生物親和能力強(qiáng)、質(zhì)優(yōu)價廉的活性生物濾料的方法；由此發(fā)明生產(chǎn)的牡蠣殼活性生物濾料的主要質(zhì)量指標(biāo)為堆積密度0.4t/m
文檔編號C02F3/10GK1907885SQ20051004698
公開日2007年2月7日 申請日期2005年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月2日
發(fā)明者馬守祥 申請人:馬守祥