CN102616921A - 一种复合生态填料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种复合生态填料及其制备方法。本发明利用钢渣、无烟煤和沸石对污水中氮磷物质的吸附功能，对三种填料进行优化组合并使其具有模块化特点；本发明的复合生态填料适用于滴滤床、厌氧生物滤池、滤池、曝气生物滤池、高负荷生物滤池、活性生物滤池等，并可用作为河湖护坡材料。

Description

一种复合生态填料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种用于水处理、污水、废水治理的多功能复合生态填料及制备方法。

背景技术

现有技术中，传统的填料多以粘土、稀土加工的陶粒、砂以及高分子聚合物制成的环、球等形状为主，不仅机械性能低、表面积小，而且在使用中还存在着一些问题。

近些年来，中国城市河湖的富营养化过程大大加速，多数城市河湖水体已处于严重富营养化状态。而城市河湖岸边作为连接着水体与陆地的过渡带对增加水体内生物多样性、系统生产力、防止水土流失、提高水质和美化环境具有重要意义。然而传统的护坡对城市中典型的暴雨径流导致的河湖水体中氮磷污染物负荷在短时内变化范围较大这一现象都缺少专门有效的修复技术。

发明内容

本发明针对现有填料应用时难于解决放置的问题，提出一种新型多功能复合生态填料及其制作方法。它旨在增加填料的处理机理类型，使填料作用和污染物去除机理由单一向复合式、多途径的方向转变，从而强化水体原位修复的处理效果。同时，该种填料所具有的模块化、标准化的特点，解决了水体修复时填料的放置问题。

本发明的技术方案是：

   一种复合生态填料，包括骨料、粘合剂和着色粉：

a、所述的骨料为2~3mm无烟煤、3~6mm钢渣和4~8mm沸石，其重量比为1:1:1；

b、所述的粘合剂为CA50-G9高强铝酸盐水泥；

c、所述的着色粉为三氧化二铁或三氧化二铬；

d、所述骨料、粘合剂和着色粉的重量比为50: 11: 1。

   一种复合生态填料的制备方法，该方法包括下列步骤：

a、按上述的重量比配制材料并加水搅拌，所加水为总重量的10%；

b、取上述搅拌混匀的材料制成料球或放入磨具中用压制液压机压制成型；

c、将上述料球或压制成型的试件风干即得到所需成品。

无烟煤、钢渣、沸石是一类具有吸附功能的填料，它们的吸附性能使它们适合用于修复水质变化较大的污染水体。它们可以同时通过生物膜系统和吸附作用去除水体中的污染物，且这两种作用可以同步进行，互相强化，不会产生不利影响。一方面，填料表面生长的微生物可以以被吸附的污染物作为营养源吸收同化，使填料吸附再生。另一方面，填料作为微生物载体可以优化微生物作用的效果，起到增加硝化细菌、提高硝化速率、提高微生物系统中多样性、丰富度，减轻C/N比对修复效果的影响。然而，在城市河湖水体原位修复工程中，这类填料因为缺乏有效的放置固定方法而鲜有问津。

利用无烟煤、钢渣、沸石等填料固有的吸附除污特性，通过加工处理制成具有水体除污效果的护坡材料的相关报道尚属少见。

本发明具有以下有益效果：

1. 本发明将对磷具有良好吸附性能的钢渣、无烟煤填料和对氨氮具有极强吸附性能的沸石填料进行优化组合，使制的的构件能同时对磷和氨氮都有很强的去除效果，并且材料为自然材料且来源广泛，对环境影响小；

2. 对钢渣一类的工业废渣废物利用，减轻环境压力；

3. 本发明将传统的生物接触修复方法与填料的吸附功能相结合，使两者共同作用，利用特殊填料自身的吸附性能，实现了在污染负荷变化较大情况下对氮磷营养物质的去除。这样可以有效保护河湖的两岸，减缓水体冲刷带来的负面影响；

4. 对氨氮的去除效果尤为明显。

5. 本发明的制作方法使成品可以随模具任意改变，更易于实际应用。

本发明的成品可以同时通过物理化学吸附功能及生物接触功能起到修复水体的作用。在一般条件下，其大量的、不同尺寸的空隙和良好的透水性不仅能够拦截大颗粒污染物质，还能为微生物系统的繁衍、生长和运作提供条件。当水体中氮磷污染负荷较高时，其可以发挥吸附作用对忽然增高的污染物浓度起到拦截作用；当污染负荷下降后，其吸附的氮磷污染物质可以作为微生物系统的营养物，同时自身吸附再生。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

将3~6mm大小的钢渣颗粒，与2~3mm无烟煤和4~8mm沸石1:1:1的比例混合均匀，作为骨料。再将将骨料、上海昱喜新材料科技有限公司生产的CA50-G9高强铝酸盐水泥和三氧化二铁按重量比为50: 11: 1的比例混合均匀，加总重量10%的水，取上述搅拌均匀好的材料制成料球，置于通风良好的地方风干即，可得到所需成品。

实施例2

取3~6mm大小的钢渣颗粒，与2~3mm无烟煤和4~8mm沸石各820g，混合均匀，作为骨料。再将骨料与541g上海昱喜新材料科技有限公司生产的CA50-G9高强铝酸盐水泥和49g三氧化二铬按重量混合均匀，加305g水。取上述搅拌均匀好的材料，放入240mm×120mm×60mm磨具中，用压制液压机压制成型，置于通风良好的地方风干，即可得到所需成品。

成品的使用方式可以根据所制作成品的形状的不同而不同。比如，若制作的成品为料球，可以用于滴滤床、厌氧生物滤池、滤池、曝气生物滤池、高负荷生物滤池、活性生物滤池等；若在制作过程中采用咬合形状模具，其可以作为河湖护岸固定于河道或湖岸上，在护岸预留的空隙中可以种植植物，起到固土降污的作用；若在制作过程中采用长方形模具，其可以制成预留空隙的坝体与河道垂直或呈一定角度放置作为生态坝，使水体从坝体通过。本发明的施工方法并不局限与上述的描述。

将本发明应用后，由于水体与其长时间接触，其内的微小空隙中存在大量生物膜，生物膜上生长的微生物系统能够降低水体中的污染物含量。当所需处理的水体中氮磷污染负荷在短时间内急剧上升时，其依靠自身的吸附作用降低邻近水域的氮磷浓度，维系微生物系统的正常运作；当水体中氮磷浓度过低时，其吸附的氮磷物质会因为浓度差解吸，作为微生物系统的营养物，同时自身吸附再生。

Claims (2)

1.一种复合生态填料，包括骨料、粘合剂和着色粉，其特征是：

a、所述的骨料为2~3mm无烟煤、3~6mm钢渣和4~8mm沸石，其重量比为1:1:1；

b、所述的粘合剂为CA50-G9高强铝酸盐水泥；

c、所述的着色粉为三氧化二铁或三氧化二铬；

d、所述骨料、粘合剂和着色粉的重量比为50: 11: 1。

2.一种复合生态填料的制备方法，其特征在于该方法包括下列步骤：

a、按权利要求1所述的重量比配制材料并加水搅拌，所加水为总重量的10%；

b、取上述搅拌混匀的材料制成料球或放入磨具中用压制液压机压制成型；

c、将上述料球或压制成型的试件风干即得到所需成品。