CN101648745B - 以污泥为主要原料的磁种填料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种以污泥为主要原料的磁种填料及其制备方法，由于本发明是采用污水处理厂的污泥、废铁渣、少量磁粉、页岩、粘土和极少量的淀粉或骨粉为原料通过球磨、造粒、焙烧、充磁以及挂附淀粉或骨粉而制备成的生物滤池磁种填料，因此本发明具有环保性能好、化学和物理性能稳定、强度高耐磨性好、不易破碎、空隙率大、微生物附着能力强、挂膜性能好、截污能力强，反冲洗容易及制作成本低等优点。

Description

以污泥为主要原料的磁种填料及其制备方法
技术领域
本发明涉及污水处理用的微生物载体(生物填料)，尤其是涉及一种作为曝气生物滤池填料的以污泥为主要原料的磁种填料及其制备方法。
背景技术
曝气生物滤池工艺是普通生物滤池的一种变形形式，也可看成是生物接触氧化法的一种特殊形式，其基本原理是：在滤池中装填一定量粒径较小的颗粒状滤料，滤料表面附着生长生物膜，滤池内部曝气。污水流经时，污染物、溶解氧及其它物质首先经过液相扩散到生物膜表面及内部，利用滤料上高浓度生物膜的强氧化降解能力对污水进行快速净化，此为生物氧化降解过程；同时，因污水流经时，滤料呈压实状态，利用滤料粒径较小的特点及生物膜的生物絮凝作用，截留污水中的大量悬浮物，且保证脱落的生物膜不会随水漂出。
目前我国曝气生物滤池主要采用玻璃钢、塑料蜂窝填料、软性纤维填料、半软性填料以及不规则填料等，玻璃钢、塑料蜂窝状填料，表面光滑，生物膜附着力差，易老化，容易产生填料堵塞；软性填料、半软性填料，水流流态不理想，容易与生物膜粘结在一起，产生接球现象，从而减少表面积，在内部产生厌氧作用，影响处理效果。不规则填料，水流阻力大，容易堵塞，强度差，易破碎，不耐水冲刷。
无机滤料中的陶粒由于比表面积及孔隙率大、生物量大，因此滤池负荷较大、水头损失较小，目前国内对其研究较多，然而大多都是以粘土或粉煤灰为主要原料，而且脱氮除磷的效果不到理想，难以达到目前污水处理的相关要求。并且采用粘土制造陶粒填料是一种高消耗粘土资源的工艺，生态环境协调性差，给生态平衡和环境保护带来了沉重的负担，是一种非环保产业，因而研究其他原料生产填料具有重大意义。
发明内容
本发明提供了一种冲洗阻力小，不易流失，能延长气液接触时间，造价低廉，且能使污泥资源化的以污泥为主要原料的环保性能好的磁种填料。
本发明的目的是这样实现的：本发明各原料的重量份额组成包括：污泥40-45，废铁渣23-28，磁粉5-7，页岩17-22，粘土5-15。
制备污泥为主要原料的磁种填料方法步骤包括：
(1)先将污水处理厂污泥脱水，再干燥及除臭处理，用球磨机球磨，然后过筛备用；
(2)将废铁渣、磁粉、页岩、粘土烘干后用球磨机球磨过筛备用；
(3)将步骤(1)和步骤(2)中的原料按前述重量份额放在搅拌机中混合均匀；
(4)将混合均匀的原料放在圆盘造粒机中造粒，使其粒径为2-6mm，造粒时喷水量为上述粉剂总重量的10％-20％，将造好粒的填料晾6小时；
(5)将晾干的造好粒的填料放入高温炉内在1000-1300℃焙烧，恒温30min后，关闭电炉自然冷却至常温；
(6)经烧制成型的填料再经过筛选出2-6mm粒径后，经5000-6000高斯的磁场充磁变为磁种填料；
(7)所得充磁后的磁种填料在表面挂附淀粉、骨粉中的一种，即可。
由于本发明是采用污水处理厂的污泥、废铁渣、少量磁粉、页岩、粘土和极少量的淀粉或骨粉为原料而制备生物滤池填料。因此本发明具有较大的比表面积，粗糙的表面以及生物亲和性和较强的稳定性，由于填料经过了磁化能延长气液接触时间，提高氧的利用率，减小曝气量，并且在填料表面附有少量骨粉和淀粉能减少挂膜时间，有利于曝气生物滤池能较快稳定的进行水处理运行。本发明是利用城市污水厂的污泥代替黏土烧制填料，是一种经济有效的污泥无害化和资源化途径，污泥中含有的有机物在高温下矿化产生的CO2气体可以充当造孔剂，能够增大填料的比表面积。利用废铁渣中的铁元素能有效的促进硝化细菌、反硝化细菌、反硝化聚磷菌的酶的活性，使得这些细菌在曝气生物滤池中大量共生，因此加入铁屑能提高填料的除磷效果，加入页岩能增强填料的强度。经烧制成型的填料在经过5000-6000高斯的磁场充磁即可成为磁种填料。充磁后的磁种填料周围有弱磁场，而氧为超顺磁性物质因此暴气时氧会在磁种附近停留，延长气液接触时间。提高水中氧的利用率，另外填料中的磁种还可以通过磁力键，磁力，洛仑磁力和磁致胶体效应等作用，将水中污染物经磁聚，吸附，富集到填料表面，同时经磁化的水渗透压升高有利于物和氧经生物膜向微生物细胞质扩散，强化了物质的传递及膜内的生化反应，若磁场的存在还可以促进生物的新陈代谢。并诱导酶的合成和酶活性，加快酶反应。因此本发明具有环保性能好、化学和物理性能稳定、强度高耐磨性好、不易破碎、空隙率大、微生物附着能力强、挂膜性能好、截污能力强，反冲洗容易及制作成本低等优点。
具体实施方式
以污泥为主要原料的磁种填料及其制备方法实施例：
(1)先将污水处理厂污泥脱水，再干燥及除臭处理，用球磨机球磨，然后过筛备用；
(2)将废铁渣、磁粉、页岩，粘土烘干后用球磨机球磨，过筛备用；
(3)将上述粉剂按重量份额组成为：污泥∶废铁渣∶磁粉∶页岩∶粘土＝42∶25∶6∶20∶10放在搅拌机中混合均匀；
(4)将混合均匀的填料放在圆盘造粒机中造粒，使其粒径为2-6mm，造粒时喷水量为上述粉剂总重量的10％-20％，将造好粒的填料晾6小时；
(5)将晾干的造好粒的填料放入高温炉内在1000-1300℃焙烧，恒温30min后，关闭电炉自然冷却至常温；
(6)经烧制成型的填料再经过筛选出2-6mm粒径后，经5000-6000高斯的磁场充磁变为磁种填料；
(7)所得充磁后的磁种填料在表面挂附淀粉，制得以污泥为主要原料的磁种填料。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种以污泥为主要原料的磁种填料，其特征在于其各原料的重量份额组成包括：污泥40-45，废铁渣23-28，磁粉5-7，页岩17-22，粘土5-15；其制备方法包括以下顺序的步骤：
(1)先将污水处理厂污泥脱水，再干燥及除臭处理，用球磨机球磨，然后过筛备用；
(2)将废铁渣、磁粉、页岩、粘土烘干后用球磨机球磨过筛备用；
(3)将步骤(1)和步骤(2)中的原料按前述重量份额放在搅拌机中混合均匀；
(4)将混合均匀的原料放在圆盘造粒机中造粒，使其粒径为2-6mm，造粒时喷水量为混合均匀的原料总重量的10％-20％，将造好粒的填料晾6小时；
(5)将晾干的造好粒的填料放入高温炉内在1000-1300℃焙烧，恒温30min后，关闭电炉自然冷却至常温；
(6)经烧制成型的填料再经过筛选出2-6mm粒径后，经5000-6000高斯的磁场充磁变为磁种填料；
(7)所得充磁后的磁种填料在表面挂附淀粉、骨粉中的任意一种，即可。
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