CN102351306B - 一种磁致改性陶粒填料及制备方法和在废水处理中应用 - Google Patents

一种磁致改性陶粒填料及制备方法和在废水处理中应用 Download PDF

Info

Publication number
CN102351306B
CN102351306B CN2011102071506A CN201110207150A CN102351306B CN 102351306 B CN102351306 B CN 102351306B CN 2011102071506 A CN2011102071506 A CN 2011102071506A CN 201110207150 A CN201110207150 A CN 201110207150A CN 102351306 B CN102351306 B CN 102351306B
Authority
CN
China
Prior art keywords
filler
modified
mangneto
haydite
ceramsite
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2011102071506A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102351306A (zh
Inventor
任洪强
李秋成
张涛
丁丽丽
许柯
任鑫坤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing University
Original Assignee
Nanjing University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing University filed Critical Nanjing University
Priority to CN2011102071506A priority Critical patent/CN102351306B/zh
Publication of CN102351306A publication Critical patent/CN102351306A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102351306B publication Critical patent/CN102351306B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

Abstract

本发明公开了一种磁致改性陶粒填料及制备方法和在废水处理中应用，属于废水处理领域。该改性填料是一种以陶粒为基材，含有混合磁粉、生物亲和性物质以及分散剂的磁性填料。其制备方法为：①酸、碱液分别浸泡陶粒；②添加改性材料处理；③混炼、成型焙烧。利用该填料提高废水生物处理方法为：将磁致改性陶粒填料按35～50%填充比装入好氧反应器，引入废水，保持停留时间4～6h，容积负荷控制在0.5～2kgCOD/(m3·d)，曝气过程气水比为5～15:1。本发明充分利用磁致改性陶粒填料的特点，可以提高废水处理效率，节省废水处理费用，延长深度处理设备使用寿命，易于大规模工业化应用。

Description

一种磁致改性陶粒填料及制备方法和在废水处理中应用
技术领域
本发明涉及一种改性陶粒填料及其制备方法和用途，具体的说是一种磁致改性陶粒填料及制备方法和在废水处理中应用。
背景技术
近年来，随着我国经济快速发展，发达国家近百年发展历程中出现的环境问题在我国骤现，尤其是各种工业废水的大量排放严重影响了我国的水体环境。工业废水污染来源多，排放量大，并且排放的浓度千变万化。目前，我国的工业废水排放量已经远远超过了环境所能承受的能力，如果不加强对工业废水处理技术的理论研究与技术应用，我国的环境保护形势将更加严峻。
目前，生物膜技术处理工业废水是国内外研究的热点技术。该技术利用微生物在固体表面的附着生长对废水进行生物处理，其中填料的材质、填料表面粗糙度、比表面积大小等因素直接影响废水处理的效率和运行的可行性,填料材质尤为关键，对废水处理过程的效率、稳定性等有直接的影响。
陶粒是由粉煤灰、黏土、页岩、煤矸石或生物污泥等为主要原料，经过加工成球、烧结烧胀而成的人造材料。陶粒具有优异的性能，如密度低、筒压强度高、孔隙率高，软化系数高、抗冻性良好、抗碱集料反应性优异等。特别由于陶粒密度小，内部多孔，形态、成分较均一，且具一定强度和坚固性，因而作为废水生物处理填料得到广泛应用。
磁致物理化学生物效应在国内外环境保护等领域获得广泛的重视，其利用高梯度磁分离技术处理各类废水的研究成为热点。磁致物理化学生物效应可提高水中微生物的生物活性、提高微生物对有机污染物的吸附和降解能力，显著提高废水的生物降解效率，改善目前废水生物处理效率较低、处理设施占地面积大的状况。
目前，使用磁粉的磁致物理化学生物效应改性陶粒填料处理废水的研究和应用未见文献报道和专利公开。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
针对上述问题，本发明公开了一种磁致改性陶粒填料及制备方法和在废水处理中应用，采用了一种比表面积较大,化学和热稳定性好,具有较好的吸附性能,而且易于再生的陶粒，与磁粉共混，制备磁致改性陶粒填料，作为生物膜法处理废水的填料，既可以利用陶粒的表面结构特性，又可以利用磁致物理化学生物效应，可以显著提高废水的生物降解效率。
2.技术方案
一种磁致改性陶粒填料，主要由作为基材的陶粒颗粒和基材内混合的磁粉、生物亲和性物质以及分散剂组成，各组分的重量百分比如下：陶粒颗粒30～84%、磁粉10～30%、生物亲和性物质1～10%、分散剂5～30%。作为基材的陶粒颗粒的主要制备原料为粉煤灰、黏土、页岩或煤矸石中的一种，其粒径在5～20㎜之间，BET比表面积在300～500m2/g之间。基材内混合磁粉为四氧化三铁、三氧化二铁、一氧化铁中的一种或几种的混合物；生物亲和性物质为淀粉、壳聚糖、羟基磷灰石中的一种或几种的混合物；所使用的分散剂为聚丙烯酰胺。
一种磁致改性陶粒填料的制备方法，其步骤为：
(1) 将陶粒经过1～2mol/L的盐酸溶液中浸泡1～4h，然后在1～2mol/L的氢氧化钠溶液浸泡1～4h；
(2) 将磁粉、生物亲和性物质、分散剂加入到步骤(1)处理过的陶粒中，搅拌10～30min，静置1～2h，干燥脱水，温度100～120℃，时间为4～8h；
(3) 将步骤(2)中混合的填料在150～200℃的温度下混炼焙烧5～30min；
(4) 将步骤(3)中混炼焙烧后的填料在200～250℃的温度下成型焙烧5～10 min，即得到磁致改性陶粒填料。
一种磁致改性陶粒填料在废水处理中应用，其运行步骤为：
(1)将磁致改性陶粒填料装入好氧反应器，填充比为35～50%；
(2)将废水引入好氧反应器，停留时间为4～6h，容积负荷控制在0.5～2kgCOD/(m3·d)。
其中步骤(2)中采用穿孔曝气管的曝气方式，气水比为5～15:1。
3.有益效果
    本发明提供了一种磁致改性陶粒填料及制备方法和在废水处理中应用，本发明制备得到的磁致改性陶粒填料由于陶粒填料比表面积较大,化学和热稳定性好,具有较好的吸附性能,而且易于再生的特点，结合磁粉的磁致物理化学生物效应，可以显著提高废水处理效率，同时可以节省废水处理的费用，延长深度处理设备的使用寿命，易于大规模工业化应用。
具体实施方式
实施例1
由粉煤灰制备的陶粒其粒径在15～20㎜之间，BET比表面积在300～500m2/g之间，烘干后称重。该陶粒经过1mol/L的盐酸溶液中浸泡3h，然后在1mol/L的氢氧化钠溶液浸泡2h，用蒸馏水冲洗陶粒至中性；将四氧化三铁、壳聚糖、聚丙烯酰胺加入到处理过的陶粒颗粒中，加入陶粒颗粒中的四氧化三铁、壳聚糖、聚丙烯酰胺分别占磁致改性陶粒填料总重量的15%、5%、10%，搅拌15min，静置2h，干燥脱水，温度100℃，时间为6h；然后将混合的填料在170℃的温度下混炼焙烧15min；然后将混炼焙烧后的填料在200℃的温度下成型焙烧10 min，即得到一种磁致改性陶粒填料。将制备好的磁致改性陶粒填料装入好氧反应器，填充比为50%；将废水引入好氧反应器，停留时间为6h，采用穿孔曝气管的曝气方式，气水比为5:1，容积负荷为1kgCOD/(m3·d)。
实施例2
由煤矸石制备的陶粒其粒径在5～10㎜之间，BET比表面积在300～500m2/g之间，烘干后称重。该陶粒经过2mol/L的盐酸溶液中浸泡1h，然后在2mol/L的氢氧化钠溶液浸泡4h，用蒸馏水冲洗陶粒至中性；将四氧化三铁、三氧化二铁、羟基磷灰石、聚丙烯酰胺加入到处理过的陶粒中，加入陶粒填料中的四氧化三铁、三氧化二铁、羟基磷灰石、聚丙烯酰胺分别占磁致改性陶粒填料总重量的15%、10%、10%、5%，搅拌20min，静置2h，干燥脱水，温度120℃，时间为8h；然后将混合的填料在150℃的温度下混炼焙烧30min；然后将混炼焙烧后的填料在200℃的温度下成型焙烧10 min，即得到一种磁致改性陶粒填料。将制备好的磁致改性陶粒填料装入好氧反应器，填充比为35%；将废水引入好氧反应器，停留时间为4h，采用穿孔曝气管的曝气方式，气水比为10:1，容积负荷为0.5kgCOD/(m3·d)。
实施例3
将黏土制备的陶粒其粒径在5～15㎜之间，BET比表面积在300～500m2/g之间，烘干后称重。该陶粒经过2mol/L的盐酸溶液中浸泡4h，然后在1mol/L的氢氧化钠溶液浸泡2h，用蒸馏水冲洗陶粒至中性；将一氧化铁、淀粉、壳聚糖、聚丙烯酰胺加入到处理过的陶粒中，加入陶粒填料中的一氧化铁、淀粉、壳聚糖、聚丙烯酰胺分别占磁致改性陶粒填料总重量的20%、1%、1%、30%，搅拌30min，静置2h，干燥脱水，温度110℃，时间为8h；然后将混合的填料在150℃的温度下混炼焙烧30min；然后将混炼焙烧后的填料在200℃的温度下成型焙烧10 min，即得到一种磁致改性陶粒填料。将制备好的磁致改性陶粒填料装入好氧反应器，填充比为35%；将废水引入好氧反应器，停留时间为5h，采用穿孔曝气管的曝气方式，气水比为15:1，容积负荷为2kgCOD/(m3·d)。
实施例4
将页岩制备的陶粒其粒径在10～20㎜之间，BET比表面积在300～500m2/g之间，烘干后称重。该陶粒经过1mol/L的盐酸溶液中浸泡2h，然后在2mol/L的氢氧化钠溶液浸泡3h，用蒸馏水冲洗陶粒至中性；将四氧化三铁、一氧化铁、淀粉、聚丙烯酰胺加入到处理过的陶粒中，加入陶粒填料中的四氧化三铁、一氧化铁、淀粉、聚丙烯酰胺分别占磁致改性陶粒填料总重量的10%、5%、8%、15%，,搅拌20min，静置2h，干燥脱水，温度120℃，时间为8h；然后将混合的填料在200℃的温度下混炼焙烧5min；然后将混炼焙烧后的填料在250℃的温度下成型焙烧5min，即得到一种磁致改性陶粒填料。将制备好的磁致改性陶粒填料装入好氧反应器，填充比为40%；将废水引入好氧反应器，停留时间为6h，采用穿孔曝气管的曝气方式，气水比为15:1，容积负荷为2kgCOD/(m3·d)。
实施例5
将煤矸石制备的陶粒其粒径在15～20㎜之间，BET比表面积在300～500m2/g之间，烘干后称重。该陶粒经过2mol/L的盐酸溶液中浸泡1h，然后在2mol/L的氢氧化钠溶液浸泡1h，用蒸馏水冲洗陶粒至中性；将三氧化二铁、一氧化铁、壳聚糖、聚丙烯酰胺加入到处理过的陶粒中，加入陶粒填料中的三氧化二铁、一氧化铁、壳聚糖、聚丙烯酰胺分别占磁致改性陶粒填料总重量的5%、20%、5%、10%，,搅拌10min，静置1h，干燥脱水，温度100℃，时间为4h；然后将混合的填料在200℃的温度下混炼焙烧5min；然后将混炼焙烧后的填料在230℃的温度下成型焙烧7min，即得到一种磁致改性陶粒填料。将制备好的磁致改性陶粒填料装入好氧反应器，填充比为50%；将废水引入好氧反应器，停留时间为4h，采用穿孔曝气管的曝气方式，气水比为10:1，容积负荷为1.5kgCOD/(m3·d)。

Claims (4)

1.一种磁致改性陶粒填料，由作为基材的陶粒颗粒和基材内混合的磁粉、生物亲和性物质以及分散剂组成，各组分的重量百分比如下：陶粒颗粒30～84%、磁粉10～30%、生物亲和性物质1～10%、分散剂5～30%；作为基材的陶粒颗粒的主要制备原料为粉煤灰、黏土、页岩或煤矸石中的一种，其粒径在5～20mm之间，BET比表面积在300～500m2/g之间；基材内混合磁粉为四氧化三铁、三氧化二铁、一氧化铁中的一种或几种的混合物；生物亲和性物质为淀粉、壳聚糖、羟基磷灰石中的一种或几种的混合物；所使用的分散剂为聚丙烯酰胺。
2.一种如权利要求1所述的磁致改性陶粒填料的制备方法，其步骤为：
(1) 将陶粒经过1～2mol/L的盐酸溶液中浸泡1～4h，然后在1～2mol/L的氢氧化钠溶液浸泡1～4h；
(2) 将磁粉、生物亲和性物质、分散剂加入到步骤(1)处理过的陶粒中，搅拌10～30min，静置1～2h，干燥脱水，温度100～120℃，时间为4～8h；
(3) 将步骤(2)中混合的填料在150～200℃的温度下混炼焙烧5～30min；
(4) 将步骤(3)中混炼焙烧后的填料在200～250℃的温度下成型焙烧5～10 min，得到磁致改性陶粒填料。
3.一种如权利要求1所述的磁致改性陶粒填料在废水处理中应用，其运行步骤为：
(1)将磁致改性陶粒填料装入好氧反应器，填充比为35～50%；
(2)将废水引入好氧反应器，停留时间为4～6h，容积负荷控制在0.5～2kgCOD/(m3·d)。
4.根据权利要求3所述的一种利用磁致改性陶粒填料在废水处理中应用，其特征在于步骤(2)中采用穿孔曝气管的曝气方式，气水比为5～15:1。
CN2011102071506A 2011-07-25 2011-07-25 一种磁致改性陶粒填料及制备方法和在废水处理中应用 Expired - Fee Related CN102351306B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011102071506A CN102351306B (zh) 2011-07-25 2011-07-25 一种磁致改性陶粒填料及制备方法和在废水处理中应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011102071506A CN102351306B (zh) 2011-07-25 2011-07-25 一种磁致改性陶粒填料及制备方法和在废水处理中应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102351306A CN102351306A (zh) 2012-02-15
CN102351306B true CN102351306B (zh) 2013-03-27

Family

ID=45574988

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011102071506A Expired - Fee Related CN102351306B (zh) 2011-07-25 2011-07-25 一种磁致改性陶粒填料及制备方法和在废水处理中应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102351306B (zh)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103435135A (zh) * 2013-08-26 2013-12-11 苏州富奇诺水治理设备有限公司 一种含有聚丙烯酰胺的化肥厂废水处理剂
CN104230301B (zh) * 2014-09-18 2016-03-23 河海大学 一种生物亲和亲水磁性污泥陶砂载体及其制备方法
CN105536511A (zh) * 2015-12-25 2016-05-04 广东省微生物研究所 一种用于废气生物滴滤塔的改性填料及其制备方法
CN105565481B (zh) * 2015-12-29 2018-06-19 广东石油化工学院 一种牡蛎壳粉改性生物填料的方法
CN106082537A (zh) * 2016-07-18 2016-11-09 程晨 采用固定化微生物球的氧化沟系统及其操作方法
CN106915972A (zh) * 2017-03-13 2017-07-04 内蒙古科技大学 一种改性粉煤灰陶粒及其制备方法和应用
CN107601673B (zh) * 2017-10-27 2020-10-16 盛世生态环境股份有限公司 一种用于废水处理的微生物燃料电池耦合复合流人工湿地系统
CN108559721A (zh) * 2018-05-15 2018-09-21 北京师范大学 一种净化空气的复合微生物菌剂及其应用
CN109678472B (zh) * 2019-03-04 2021-05-28 南京大学 一种水处理用生物磁性陶粒填料的制备方法及设备
CN110372330A (zh) * 2019-07-31 2019-10-25 淮北市菲美得环保科技有限公司 一种基于市政污泥的多孔磁性陶粒及其制备方法和应用
CN113149182A (zh) * 2021-04-27 2021-07-23 内蒙古科技大学 一种磁性生物载体的制备方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1061963C (zh) * 1997-01-20 2001-02-14 长沙市新型墙体材料开发总公司 粘土膨化陶粒材料
CN1636924A (zh) * 2004-11-30 2005-07-13 吉林省第二地质调查所 粘土陶粒及其制造方法
CN101456652B (zh) * 2009-01-05 2011-12-07 北京大学 微动力深度脱氮除磷组合处理装置及其运行方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102351306A (zh) 2012-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102351306B (zh) 一种磁致改性陶粒填料及制备方法和在废水处理中应用
CN100528768C (zh) 工业废渣基复合除磷材料
CN104030657B (zh) 一种利用剩余污泥制备具有催化功能陶粒的方法
CN101863646A (zh) 一种人工湿地专用填料及其制备方法
CN103359829B (zh) 一种生物碳质复合多孔填料及其制备方法
CN101623619B (zh) 发泡型工业废渣基复合脱磷材料
CN102746023B (zh) 一种同步脱氮除磷的人工湿地基质填料及其制备方法
CN101445388A (zh) 一种处理废水的多孔陶粒及其制造方法
CN104163617A (zh) 一种陶粒生产方法及陶粒和陶粒的应用
CN102351557A (zh) 一种活性污泥掺混粉煤灰免烧陶粒的制备方法
CN110871050A (zh) 镧改性生态填料吸附剂应用及制备的方法
CN101962590A (zh) 一种用炼油厂的多种含油污泥生产的再生煤及其制造方法
CN101693186B (zh) 基于裹浆法制备的除磷脱氮一体化材料及其制备方法
CN101648745A (zh) 以污泥为主要原料的磁种填料及其制备方法
CN107188601A (zh) 一种利用城市污水污泥制备轻质多孔陶粒的方法
CN103951463A (zh) 富营养化污染湖泊底泥原位控制覆盖材料及其制备方法
CN104261553A (zh) 一种磁性粉煤灰陶粒及其制备方法
CN105130300A (zh) 一种脱硫粉煤灰钢渣建材制品及其制备方法
CN106064962A (zh) 利用污泥和粉煤灰制备催化粒子电极的方法及应用
CN103301800B (zh) 一种污泥基吸附剂的制备方法
CN109734144A (zh) 一种基于煤气化细渣的污水处理材料及其制备方法
CN114394800A (zh) 一种污泥生物炭资源化利用的方法
CN105523641B (zh) 微生物亲和性水处理轻质载体的制备方法
CN105236707A (zh) 一种污水处理厂废弃泥的固定化剂及其制备和应用
CN105967752B (zh) 利用城市污泥和电石渣制备低污染板材的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20130327

Termination date: 20210725

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee