CN103977636A - 一种以废弃红砖砌块制备水处理滤料的方法 - Google Patents

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冯国勇
胡林潮
李文昱
刘芳
周新程
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Abstract

本发明公开了一种以废弃红砖砌块制备3种用途的水处理滤料的方法，属于废水处理技术领域。主要针对建筑垃圾废弃红砖砌块的处置难题，将废弃红砖砌块通过破碎、筛分、分级处理方法后制备成3种规格粒径的滤料，用于污水处理。本发明制备的水处理滤料，表面粗糙，比表面积大、孔隙率高，可用作生物载体，不仅具有过滤、吸附作用，而且不需要烧结，不会对环境造成二次污染，同时利用废弃红砖砌块中的钙镁离子所具有的磷酸盐沉淀作用可除水中的磷，使废弃红砖砌块建筑垃圾“变废为宝”。

Description

一种以废弃红砖砌块制备水处理滤料的方法
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种以废旧建筑拆除过程中的废弃红砖砌块制备水处理滤料的方法。
背景技术
随着工业化、城市化进程的加速，我国房地产业近年来得以迅猛发展。随之而来的是旧城改造产生的以废弃红砖砌块为主的建筑垃圾日益增多，其处置已成为我国城镇化过程中亟待解决的一大难题。目前对于建筑垃圾废弃红砖砌块的处置除部分回填之外，大多采用集中填埋处理，不仅占用土地，而且污染环境。我国早期建筑所用的红砖基本是以粘土、页岩、煤矸石等为原料经过一系列加工制备而成，强度大、硬度高、耐磨性强，含有CaO、MgO、Fe2O3等无机物和微量稀有元素(如Ti、Co、V等)。红砖砌块表面粗糙，比表面积大、孔隙率高，可用做吸附材料。其在水中缓慢释放出的Ca2+、Mg2+、Fe3+可与水中的磷酸根反应生成沉淀。因此，废弃红砖砌块经破碎分级等加工后可用作水处理滤料，不仅具有普通滤料所具有的吸附及生物载体功能，而且还具有磷酸根的沉淀去除功能。
目前，常见的无机水处理滤料有石英砂、陶粒、沸石、活性碳等。石英砂粒对SS有着较好的去除率，但由于密度大、比表面积小、孔隙率低，水头损失增长较快、冲洗水消耗大，一般用于饮用自来水厂的制水工艺。陶粒表观呈球形，具有表面粗糙、密度适中、强度高、耐磨擦、固着生物量大，挂膜快等特点，广泛应用于污水处理中，但制作过程中需要高温烧结，因而生产能耗高。沸石具有离子交换性能、耐酸性能以及催化性能，但其孔径相对较小，易堵塞、反冲洗阻力较大，一般用于含氮污水处理。活性炭对多种污染物都具有吸附作用，吸附效果好，但成本较高，一般用于饮用水处理或污水应急处理等工艺中。
本发明主要是针对建筑垃圾——废弃红砖砌块的处置难题，将废弃红砖砌块经过破碎、筛分、分级处理后，制作成水处理滤料，达到“以废治废、变废为宝”的目的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种以废旧建筑拆除过程中的废弃红砖砌块为原料，经过破碎、筛分、分级，得到不同粒径的滤料的制备方法，由此方法制备的滤料专门用于污水处理。
本发明的滤料制备方法是：首先将一定质量的建筑垃圾废弃红砖砌块通过皮带输送机送入反击式破碎机经行破碎；破碎后的组分由皮带输送机送至圆振动筛进行筛分，筛分得到大颗粒碎块、成品滤料规格A、成品滤料规格B和成品滤料规格C，大颗粒碎块由皮带输送机回送至反击式破碎机中进行二次破碎。
本发明的主要原理是：
废弃红砖砌块是经高温烧结而成的，表面粗糙，比表面积大、孔隙率高，可作为水处理的生物载体，而且具有过滤、吸附等作用，可以过滤吸附水中的杂质。其次，废弃红砖砌块具有一定的强度，通过破碎即可，不再需要烧结等过程，破碎后的组分强度大而且不易腐蚀。最后，废弃红砖砌块应用于水处理时，其溶解出的Ca2+、Mg2+、Fe3+可与水中的磷酸根发生化学反应生成磷酸盐沉淀，从而去除水体中的磷。
本发明所得的滤料具有以下污水净化作用机理：
(1)吸附作用。废弃红砖砌块制备的水处理滤料表面粗糙、孔隙率高，具有吸附功能，可吸附污水中的COD、NH3-N、TP、SS等污染物质。
(2)生物载体作用。废弃红砖砌块制备的水处理滤料具有较大的比表面积和孔隙率，为水中的微生物附着提供了一个附着栖息的场所，利于生物絮凝体的形成，有助于生物膜的生长。
(3)过滤作用。废弃红砖砌块制备的水处理滤料对水体中的悬浮物具有过滤作用，在过滤的同时水中的有机污染物和SS也被吸附过滤。
(4)磷酸盐沉淀作用。废弃红砖砌块制备的水处理滤料含有CaO、MgO、Fe2O3等物质，在水中缓慢释放出的Ca2+、Mg2+、Fe3+可与水中的磷酸根发生化学反应生成磷酸盐沉淀。
本发明的有益效果是：
(1)本发明的水处理滤料与传统烧制滤料的制备方法不同，不需要高温烧结，仅需经过破碎、分级即可，工艺简单、成本较低，而且红砖滤料生产过程中没有烧结陶粒过程中的粉尘和二噁英等污染物及废水产生和排放，不会对环境造成二次污染。
(2)建筑垃圾废弃红砖砌块的来源广泛，将其制备成水处理滤料，从而使其具有一定的经济价值，实现了“以废治废”的目的。
(3)由建筑垃圾废弃红砖砌块制备的水处理滤料，颗粒大小可根据滤料的要求进行不同级配的调节，操作方便，并且由该方法制备的水处理滤料具有表面粗糙、比表面积大、孔隙率高、强度大，抗腐蚀性、耐磨损等特点，可作为曝气生物滤池(BAF)、升流式厌氧污泥反应器(UBF)、人工湿地等污水处理滤料。
附图说明
图1为本发明工艺流程示意图。
图中：1—皮带输送机，2—反击式破碎机，3—皮带输送机，4—圆振动筛，5—皮带输送机。
具体实施方式
下面结合附图1对本发明做进一步说明。
如附图1所示，将一定质量建筑垃圾废弃红砖砌块通过皮带输送机1送入反击式破碎机2经行破碎；破碎后的组分由皮带输送机3送至圆振动筛4进行筛分，筛分得到大颗粒碎块、成品滤料规格A，成品滤料规格B，成品滤料规格C，大颗粒碎块由皮带输送机5送至反击式破碎机2中进行二次破碎。
本发明所采用的建筑垃圾废弃红砖砌块的特性是：最大直径不超过250mm，是建筑垃圾的一种。
本发明所采用的皮带输送机1、皮带输送机3、皮带输送机5的主要参数为：皮带宽度400mm，输送长度12-20m，功率2.2-4kW，输送速度1.25-2.0m/s，输送量10-20t/h。
本发明所采用的反击式破碎机2的主要参数为：规格Φ1000mm×700mm，进料口尺寸400mm×730mm，最大进料尺寸250mm，处理能力15-60t/h，电极功率15-25kW。
本发明所采用的圆振动筛4的主要参数为：筛面规格4800mm×1500mm，筛面层数3层，筛孔尺寸3-100mm，最大进料尺寸400mm，处理能力7-25t/h，电机功率10kW，振动频率870r/min，双振幅5-9mm。
本发明得到的大颗粒碎块的特征为：粒径＞19mm，一次破碎占进料总质量的15-25％，进行二次破碎。
本发明得到的成品滤料规格A的特征为：粒径<4.75mm，占进料总质量的25-30％，其堆积密度为0.95g/cm3，孔隙率为40％，比表面积5.5m2/g，可用做湿地填料。
本发明得到的成品滤料规格B的特征为：粒径4.75-9.5mm，占进料总质量的35-40％，其堆积密度为0.92g/cm3，孔隙率为45％，比表面积4.7m2/g，可用做BAF滤料，。
本发明得到的成品滤料规格C的特征为：粒径9.5-19mm，占进料总质量的35-45％，其堆积密度为0.89g/cm3，孔隙率为35％，比表面积5.2m2/g，可用做UBF填料。
实施例1
如附图1所示，将10t建筑垃圾废弃红砖砌块通过皮带输送机1送入反击式破碎机2经行破碎；破碎后的组分由皮带输送机3送至圆振动筛4进行筛分，筛分得到大颗粒碎块、成品滤料规格A，成品滤料规格B，成品滤料规格C，大颗粒碎块由皮带输送机5回送至反击式破碎机2中进行二次破碎。
本发明所采用的建筑垃圾废弃红砖砌块的特性是：最大直径不超过250mm，是建筑垃圾的一种。
本发明所采用的皮带输送机1、皮带输送机3、皮带输送机5的主要参数为：皮带宽度400mm，输送长度12-20m，功率2.2-4kW，输送速度1.25-2.0m/s，输送量10-20t/h。
本发明所采用的反击式破碎机2的主要参数为：规格Φ1000mm×700mm，进料口尺寸400mm×730mm，最大进料尺寸250mm，处理能力15-60t/h，电极功率15-25kW。
本发明所采用的圆振动筛4的主要参数为：筛面规格4800mm×1500mm，筛面层数3层，筛孔尺寸3-100mm，最大进料尺寸400mm，处理能力7-25t/h，电机功率10kW，振动频率870r/min，双振幅5-9mm。
本发明得到的大颗粒碎块的特征为：粒径＞19mm，一次破碎占进料总质量的2t。
本发明得到的成品滤料规格A的特征为：粒径<4.75mm，质量为2.5t，其堆积密度为0.95g/cm3，孔隙率为40％，比表面积5.5m2/g，可用做湿地填料。
本发明得到的成品滤料规格B的特征为：粒径4.75-9.5mm，质量为3.4t，其堆积密度为0.92g/cm3，孔隙率为45％，比表面积4.7m2/g，可用做BAF滤料，。
本发明得到的成品滤料规格C的特征为：粒径9.5-19mm，质量为4.1t，其堆积密度为0.89g/cm3，孔隙率为35％，比表面积5.2m2/g，可用做UBF填料。
实施例2-5
实施例2-5与实施例1的建筑垃圾废弃红砖砌块特性相同，但破碎质量不同。所使用的设备皮带输送机1、反击式破碎机2、皮带输送机3、圆振动筛4、皮带输送机5特性相同。最终所得的成品滤料规格A、成品滤料规格B、成品滤料C的产率不同。实施例1-5所得成品滤料的产量见表1，所得成品滤料理化性能参数见表2。
表1
表2

Claims (4)

1.一种以废弃红砖砌块制备水处理滤料的方法，其特征是：首先将一定质量的建筑垃圾废弃红砖砌块通过皮带输送机送入反击式破碎机经行破碎；破碎后的组分由皮带输送机送至圆振动筛进行筛分，筛分得到大颗粒碎块、成品滤料规格A、成品滤料规格B和成品滤料规格C，大颗粒碎块由皮带输送机回送至反击式破碎机中进行二次破碎。
2.根据权利要求1所述的一种以废弃红砖砌块制备水处理滤料的方法，其特征是：成品滤料规格A的特征为：粒径<4.75mm，占进料总质量的25-30％，其堆积密度为0.95g/cm3，孔隙率为40％，比表面积5.5m2/g，可用做湿地填料。
3.根据权利要求1所述的一种以废弃红砖砌块制备水处理滤料的方法，其特征是：成品滤料规格B的特征为：粒径4.75-9.5mm，占进料总质量的35-40％，其堆积密度为0.92g/cm3，孔隙率为45％，比表面积4.7m2/g，可用做BAF滤料。
4.根据权利要求1所述的一种以废弃红砖砌块制备水处理滤料的方法，其特征是：成品滤料规格C的特征为：粒径9.5-19mm，占进料总质量的35-45％，其堆积密度为0.89g/cm3，孔隙率为35％，比表面积5.2m2/g，可用做UBF填料。
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