高效復(fù)合金剛砂濾料及其制備方法和應(yīng)用
【專利摘要】本發(fā)明涉及水處理濾料,具體是一種高效復(fù)合金剛砂濾料及其制備方法和應(yīng)用。高效復(fù)合金剛砂濾料成分按重量百分比計,包括:高純度金剛砂60?66%,高純度磁鐵礦25?31%,稀土4?4.5%,復(fù)合劑3?3.5%。本發(fā)明通過在普通的金剛砂中添加磁鐵礦石、稀土,經(jīng)過高溫?zé)瞥筛咝?fù)合金剛砂濾料,對改進(jìn)承托層和配水系統(tǒng)有著良好的適用能力;解決了傳統(tǒng)污水、飲用水二級過濾濾料易出現(xiàn)的板結(jié)、脫絲、斷絲、脫落及反洗效果差等問題。本發(fā)明提供的高效復(fù)合金剛砂濾料在各類水的二級過濾中得到廣泛的推廣應(yīng)用。
【專利說明】
高效復(fù)合金剛砂濾料及其制備方法和應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及水處理濾料,具體是一種高效復(fù)合金剛砂濾料及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前,污水、飲用水常規(guī)過濾分為兩個級,即:污水、飲用水一級過濾和二級過濾。 傳統(tǒng)污水、飲用水二級過濾濾料是用纖維球濾料、纖維束濾料、普通金剛砂濾料、核桃殼+改 性纖維球濾料等,重點是去除水中的小分子有機(jī)物、小型懸浮物質(zhì)、小粒粒徑物質(zhì)、雜質(zhì)等, 這些濾料易出現(xiàn)板結(jié)、脫絲、斷絲、脫落及反洗效果差等問題,造成污水、飲用水二級過濾后 的水中含有機(jī)物、懸浮物、粒徑物質(zhì)這三項指標(biāo)不能穩(wěn)定達(dá)到石油石化含油污水、工礦企業(yè) 生產(chǎn)廢水、城市污水、居民飲用水二級過濾階段的指標(biāo)要求。
[0003] 此外,由于傳統(tǒng)水二級處理濾料易板結(jié)的弊端,就必須在二級過濾設(shè)備上安裝大 功率的攪拌電動機(jī)構(gòu),這樣就給二級過濾設(shè)備的采購成本、日常運(yùn)行成本、設(shè)備及濾料的維 護(hù)成本大大提高,運(yùn)行過程中需要對濾料持續(xù)不斷的攪拌、反沖洗,造成濾料不斷板結(jié)、磨 損、漏失,使過濾器的污水日處理量減少20%以上,同時過濾器大量反沖洗液排出過濾器、進(jìn) 入污水常規(guī)處理的源頭,造成大量污水、飲用水重復(fù)處理。
[0004] 目前,尚未有報道新的水二級處理濾料及相應(yīng)的制作工藝,本領(lǐng)域技術(shù)人員有必 要開發(fā)一種新的二級水處理過濾濾料。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有水處理二級過濾濾料存在的上述問題,而提供一種高效復(fù)合 金剛砂濾料及制備方法和應(yīng)用;其可以解決污水、飲用水二級過濾濾料易出現(xiàn)板結(jié)、脫絲、 脫落及反洗效果差的問題。
[0006] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問題,采用的技術(shù)方案是: 一種高效復(fù)合金剛砂濾料,包括高純度金剛砂、高純度磁鐵礦、稀土、復(fù)合劑,按重量百 分比計,高純度金剛砂60-66%、高純度磁鐵礦25-31 %,稀土 4-4.5%、復(fù)合劑3-3.5%。
[0007] 采用上述技術(shù)方案的本發(fā)明,與現(xiàn)有技術(shù)相比,其有益效果是: 在普通的金剛砂中添加磁鐵礦石、稀土,經(jīng)過高溫?zé)瞥筛咝?fù)合金剛砂濾料,對改進(jìn) 承托層和配水系統(tǒng)有著良好的適用能力,強(qiáng)度高、濾速快、反沖洗時不易混層,濾料也不易 被腐蝕,濾料的機(jī)械強(qiáng)度、除有機(jī)物和去除懸浮物的能力大大增強(qiáng),過濾效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng) 污水、飲用水二級處理的各種濾料。
[0008] 作為優(yōu)選,本發(fā)明更進(jìn)一步的技術(shù)方案是: 所述稀土為稀土鐠粉。
[0009] 所述高純度金剛砂為SiC、Si02重量含量在95%以上;所述高純度磁鐵礦為鐵重量 含量在65%以上。
[0010] 所述復(fù)合劑包括成孔劑、粘結(jié)劑、耐油劑,耐油劑為多氟代燒聚合物。
[0011] 按重量百分比計,所述高純度金剛砂62.16%,高純度磁鐵礦30.58%,稀土鐠粉 4.25%,復(fù)合劑占3.01%。
[0012] 按重量百分比計,所述高純度金剛砂65.28%,高純度磁鐵礦27.36%,稀土鐠粉 4.21%,復(fù)合劑占3.15%。
[0013] 復(fù)合金剛砂濾料規(guī)格為粗目、中目、細(xì)目,所述粗目為黑紅色,中目為淡紅色,細(xì)目 為紅白色,各種目數(shù)粒度均勻,顆粒形狀均一成棱,邊緣鋒利。
[0014] 上述高效復(fù)合金剛砂濾料的制備方法,包括如下步驟: a) 制作生料粉: 將高純度金剛砂、高純度磁鐵礦、稀土破碎粒度分別控制在〇 . 5mm以下,分開堆放,備 用; b) 配料: 根據(jù)預(yù)處理水的物理性質(zhì)和化學(xué)成分的含量,確定高效復(fù)合金剛砂濾料各個成分的重 量百分比為:高純度金剛砂62.16%、高純度磁鐵礦30.58%、稀土鐠粉4.25%、復(fù)合劑占3.01%, 其中,高純度金剛砂為SiC、Si0 2重量含量在95%以上,高純度磁鐵礦為鐵重量含量在65%以 上,復(fù)合劑由成孔劑、粘結(jié)劑和耐油劑組成; c) 燒結(jié): 原料經(jīng)高溫?zé)Y(jié),制成復(fù)合金剛砂,再經(jīng)球磨機(jī)制成多棱角狀復(fù)合金剛砂; d) 制粒及篩分: 燒結(jié)完成后,采用回轉(zhuǎn)式冷卻機(jī)對球狀復(fù)合金剛砂進(jìn)行冷卻,出冷卻機(jī)的金剛砂可以 直接輸送到多級振動篩,按要求分為多個粒徑品級,或?qū)⒉恍枰钠芳壗饎偵把心テ扑?,?終篩選出需要的品級球狀金剛砂; e) 磁選: 去除品級球狀金剛砂中的鐵,去除鐵后的碎料存放待酸處理; f) 酸處理: 用酸將堵塞復(fù)合金剛砂空隙的鐵、鈣、鋁、鎂的氧化物進(jìn)行還原; g) 漂洗、烘干封存: 經(jīng)酸處理后的高效復(fù)合金剛砂在堿液、清水中清洗,清洗后呈中性的高效復(fù)合金剛砂 經(jīng)過高溫烘烤,冷卻、干燥后裝袋封存,獲得成品。
[0015] 進(jìn)一步的,步驟e)中所述去除品級球狀金剛砂中的鐵方式為強(qiáng)力磁耙去除;步驟 f)中所述的酸為濃度20%的稀HCL,或檸檬酸;步驟g)中所述堿液為濃度20%的NaOH。
[0016] 上述高效復(fù)合金剛砂濾料的應(yīng)用,包括: 在各類水的二級過濾中的應(yīng)用; 在電子、微電子、通訊、機(jī)房、光學(xué)、生化制藥、食品、印刷、化工、醫(yī)療器械、精密機(jī)械、電 鍍、塑膠五金、各種噴涂車間和汽車制造行業(yè)的應(yīng)用。
【具體實施方式】
[0017] 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步闡述,但實施例不對本發(fā)明構(gòu)成任何限制。
[0018] 實施例1 一種高效復(fù)合金剛砂濾料的制備方法,步驟如下: a)制作生料粉: 將高純度金剛砂、高純度磁鐵礦、稀土破碎,粒度分別控制在0.5mm以下,分開堆放,備 用。
[0019] b)配料: 根據(jù)預(yù)處理水的物理性質(zhì)和化學(xué)成分的含量,確定高效復(fù)合金剛砂濾料各個成分的重 量百分比為:高純度金剛砂62.16%、高純度磁鐵礦30.58%、稀土鐠粉4.25%、復(fù)合劑占3.01%, 其中,高純度金剛砂為SiC、Si0 2重量含量在95%以上,高純度磁鐵礦為鐵重量含量在65%以 上,復(fù)合劑由成孔劑、粘結(jié)劑和耐油劑組成。
[0020] c)燒結(jié): 原料經(jīng)高溫?zé)Y(jié),制成復(fù)合金剛砂,再經(jīng)球磨機(jī)制成5-8_多棱角狀復(fù)合金剛砂。
[0021] d)制粒及篩分: 燒結(jié)完成后,采用回轉(zhuǎn)式冷卻機(jī)對球狀復(fù)合金剛砂進(jìn)行冷卻,出冷卻機(jī)的金剛砂可以 直接輸送到多級振動篩,按要求分為多個粒徑品級,或?qū)⒉恍枰钠芳壗饎偵把心テ扑?,?終篩選出需要的品級球狀金剛砂。
[0022] e)磁選: 去除品級球狀金剛砂中的鐵,去除鐵后的碎料存放待酸處理。
[0023]其中,去除品級球狀金剛砂中的鐵方式為強(qiáng)力磁耙去除。
[0024] f)酸處理: 用酸將堵塞復(fù)合金剛砂空隙的鐵、鈣、鋁、鎂的氧化物進(jìn)行還原。
[0025] 酸為濃度20%的稀HCL。
[0026] g)漂洗、烘干封存: 經(jīng)酸處理后的高效復(fù)合金剛砂在堿液、清水中清洗,清洗后呈中性的高效復(fù)合金剛砂 經(jīng)過高溫烘烤,冷卻、干燥后裝袋封存,獲得成品。
[0027] 堿液為濃度20%的NaOH。
[0028] 上述方法制備的高效復(fù)合金剛砂濾料,在采油廠污水站的污水二級過濾器上使用 驗證: 該站采用4組30m3二級高效復(fù)合金剛砂過濾器進(jìn)行污水二級處理,過濾器內(nèi)濾料設(shè)有 全自動反沖洗系統(tǒng),但沒有反沖洗攪拌裝置;每個過濾罐內(nèi)裝22噸高效復(fù)合金剛砂濾料、1 噸無煙煤碳質(zhì)保護(hù)層、2噸鸛卵石墊層。
[0029] 該濾料完全適應(yīng)待處理水質(zhì)各項指標(biāo)的需求,實踐中發(fā)現(xiàn)該濾料不板結(jié)、不破碎、 沒有明顯反沖洗的阻力,脫水效果較好,沒有漏失、補(bǔ)充,二級污水處理水質(zhì)的指標(biāo)始終達(dá) 到設(shè)計要求。
[0030] 實施例2 一種高效復(fù)合金剛砂濾料的制備方法,步驟如下: a)制作生料粉: 將高純度金剛砂、高純度磁鐵礦、稀土破碎,粒度分別控制在〇. 5mm以下,分開堆放,備 用。
[0031] b)配料: 根據(jù)預(yù)處理水的物理性質(zhì)和化學(xué)成分的含量,確定高效復(fù)合金剛砂濾料各個成分的重 量百分比為:高純度金剛砂65.28%、高純度磁鐵礦27.36%、稀土鐠粉4.21%、復(fù)合劑占3.15%, 其中,高純度金剛砂為SiC、Si〇2重量含量在95%以上;高純度磁鐵礦為鐵重量含量在65%以 上;復(fù)合劑由成孔劑、粘結(jié)劑和耐油劑組成。
[0032] c)燒結(jié): 原料經(jīng)高溫?zé)Y(jié),制成復(fù)合金剛砂,再經(jīng)球磨機(jī)制成5-8_多棱角狀復(fù)合金剛砂。
[0033] c)制粒及篩分: 燒結(jié)完成后,采用回轉(zhuǎn)式冷卻機(jī)對球狀復(fù)合金剛砂進(jìn)行冷卻,出冷卻機(jī)的金剛砂可以 直接輸送到多級振動篩,按要求分為多個粒徑品級,或?qū)⒉恍枰钠芳壗饎偵把心テ扑?,?終篩選出需要的品級球狀金剛砂。
[0034] d)磁選: 去除品級球狀金剛砂中的鐵,去除鐵后的碎料存放待酸處理。
[0035]其中,去除品級球狀金剛砂中的鐵方式為強(qiáng)力磁耙去除。
[0036] e)酸處理: 用酸將堵塞復(fù)合金剛砂空隙的鐵、鈣、鋁、鎂的氧化物進(jìn)行還原。
[0037]酸為檸檬酸。
[0038] f)漂洗、烘干封存: 經(jīng)酸處理后的高效復(fù)合金剛砂在堿液、清水中清洗,清洗后呈中性的高效復(fù)合金剛砂 經(jīng)過高溫烘烤,冷卻、干燥后裝袋封存,獲得成品。
[0039] 堿液為濃度20%的NaOH。
[0040]上述方法制備的高效復(fù)合金剛砂濾料,在油田油氣集輸聯(lián)合站2萬方污水處理裝 置上的使用驗證: 該站采用4組40m3高效復(fù)合金剛砂過濾器進(jìn)行污水二級處理,過濾器內(nèi)濾料有自動化 反沖洗系統(tǒng),但沒有反沖洗攪拌裝置。由于濾料中含有鐠土粉、成孔劑、粘結(jié)劑使高效復(fù)合 金剛砂濾料不板結(jié)、不破碎、沒有明顯反沖洗的阻力,脫水效果較好。
[0041]上述實施例1、2提供的高效復(fù)合金剛砂濾料其物理、化學(xué)性能如下表:
上述實施例1、2提供的高效復(fù)合金剛砂濾料具有如下優(yōu)勢: 1)力學(xué)性能高,極好的耐磨性,耐磨度為普通混凝土的285%,莫氏硬度大于8,具有優(yōu)良 的耐沖擊和耐點荷載能力,表面強(qiáng)度大于70Mpa。
[0042] 2)高效復(fù)合金剛砂濾料具有強(qiáng)耐腐蝕性,抗氧化;化學(xué)性能穩(wěn)定、過濾阻力小、濾 后雜質(zhì)清洗效果好,濾料不板結(jié)、不易破損,反沖洗不用攪拌裝置,使用壽命長等優(yōu)點。 [0043] 3)用于循環(huán)水處理過濾,過濾水頭損失小,再生周期長,再生簡易方便,不易堵塞, 可達(dá)到最佳效益。
[0044] 4)有機(jī)物去除率達(dá)95%以上,重金屬去除率達(dá)90%以上,懸浮物去除率達(dá)100%,濁度 去除率90%。
[0045]以上所述僅為本發(fā)明較佳可行的實施例而已,并非因此局限本發(fā)明的權(quán)利范圍, 凡運(yùn)用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等效變化,均包含于本發(fā)明的權(quán)利范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種高效復(fù)合金剛砂濾料,其特征在于:包括高純度金剛砂、高純度磁鐵礦、稀土、復(fù) 合劑,按重量百分比計,高純度金剛砂60-66%,高純度磁鐵礦25-31%,稀土 4-4.5%,復(fù)合劑3-3.5%〇2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效復(fù)合金剛砂濾料,其特征在于:所述稀土為稀土鐠粉。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效復(fù)合金剛砂濾料,其特征在于:所述高純度金剛砂為SiC、 Si〇2重量含量在95%以上;所述高純度磁鐵礦為鐵重量含量在65%以上。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效復(fù)合金剛砂濾料,其特征在于:所述復(fù)合劑包括成孔劑、 粘結(jié)劑、耐油劑,耐油劑為多氟代烷聚合物。5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高效復(fù)合金剛砂濾料,其特征在于:按重量百分比計,所述 高純度金剛砂62.16%,高純度磁鐵礦30.58%,稀土鐠粉4.25%,復(fù)合劑占3.01%。6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高效復(fù)合金剛砂濾料,其特征在于:按重量百分比計,所述 高純度金剛砂65.28%,高純度磁鐵礦27.36%,稀土鐠粉4.21%,復(fù)合劑占3.15%。7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高效復(fù)合金剛砂濾料,其特征在于:復(fù)合金剛砂濾料規(guī)格 為粗目、中目、細(xì)目,所述粗目為黑紅色,中目為淡紅色,細(xì)目為紅白色,各種目數(shù)粒度均勻, 顆粒形狀均一成棱,邊緣鋒利。8. -種如權(quán)利要求1至7任一項所述的高效復(fù)合金剛砂濾料的制備方法,其特征在于, 包括如下步驟: a) 制作生料粉: 將高純度金剛砂、高純度磁鐵礦、稀土破碎粒度分別控制在〇 . 5mm以下,分開堆放,備 用; b) 配料: 根據(jù)預(yù)處理水的物理性質(zhì)和化學(xué)成分的含量,確定高效復(fù)合金剛砂濾料各個成分的重 量百分比為:高純度金剛砂62.16%、高純度磁鐵礦30.58%、稀土鐠粉4.25%、復(fù)合劑占3.01%, 其中,高純度金剛砂為SiC、Si0 2重量含量在95%以上,高純度磁鐵礦為鐵重量含量在65%以 上,復(fù)合劑由成孔劑、粘結(jié)劑和耐油劑組成; c) 燒結(jié): 原料經(jīng)高溫?zé)Y(jié),制成復(fù)合金剛砂,再經(jīng)球磨機(jī)制成多棱角狀復(fù)合金剛砂; d) 制粒及篩分: 燒結(jié)完成后,采用回轉(zhuǎn)式冷卻機(jī)對球狀復(fù)合金剛砂進(jìn)行冷卻,出冷卻機(jī)的金剛砂可以 直接輸送到多級振動篩,按要求分為多個粒徑品級,或?qū)⒉恍枰钠芳壗饎偵把心テ扑?,?終篩選出需要的品級球狀金剛砂; e) 磁選: 去除品級球狀金剛砂中的鐵,去除鐵后的碎料存放待酸處理; f) 酸處理: 用酸將堵塞復(fù)合金剛砂空隙的鐵、鈣、鋁、鎂的氧化物進(jìn)行還原; g) 漂洗、烘干封存: 經(jīng)酸處理后的高效復(fù)合金剛砂在堿液、清水中清洗,清洗后呈中性的高效復(fù)合金剛砂 經(jīng)過高溫烘烤,冷卻、干燥后裝袋封存,獲得成品。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的高效復(fù)合金剛砂濾料的制備方法,其特征在于: 步驟e)中所述去除品級球狀金剛砂中的鐵方式為強(qiáng)力磁耙去除; 步驟f)中所述的酸為濃度20%的稀HCL,或檸檬酸; 步驟g)中所述堿液為濃度20%的NaOH。10. -種如權(quán)利要求1至7任一項所述的高效復(fù)合金剛砂濾料的應(yīng)用,其特征在于,包 括: 在各類水的二級過濾中的應(yīng)用; 在電子、微電子、通訊、機(jī)房、光學(xué)、生化制藥、食品、印刷、化工、醫(yī)療器械、精密機(jī)械、電 鍍、塑膠五金、各種噴涂車間和汽車制造行業(yè)的應(yīng)用。
【文檔編號】B01D39/06GK105999850SQ201610536253
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月8日
【發(fā)明人】吳印強(qiáng)
【申請人】吳印強(qiáng)