CN104211163B

CN104211163B - 一种流化床污水处理系统用的床料载体颗粒及其制备方法

Info

Publication number: CN104211163B
Application number: CN201410442620.0A
Authority: CN
Inventors: 王小波; 李海滨; 赵增立; 刘安琪; 钟慧琼; 祝京旭
Original assignee: Guangzhou Institute of Energy Conversion of CAS
Current assignee: Guangzhou Institute of Energy Conversion of CAS
Priority date: 2014-09-02
Filing date: 2014-09-02
Publication date: 2016-06-08
Anticipated expiration: 2034-09-02
Also published as: CN104211163A

Abstract

本发明公开了一种流化床污水处理系统用的床料载体颗粒及其制备方法，所述床料载体颗粒由惰性填料与塑料混合，然后加热至塑料熔融温度，将混合物混合均匀后，再经过拉丝、造粒过程制备成圆柱状或球状颗粒，所述载体颗粒密度为1.05～1.30X10³kg/m³，颗粒当量直径为0.3mm～1.0mm。本发明制造成本低、流化特性好、性能稳定；颗粒挂膜特性好，总氮的去除率达到85％，总磷的除率达到89.5％，总COD的平均去除率达到84％，氨氮的去除率达到88％。在流化床中运行时，系统能耗较小，有利于系统稳定运行。

Description

一种流化床污水处理系统用的床料载体颗粒及其制备方法

技术领域：

本发明涉及环保技术领域，具体涉及一种流化床污水处理系统用的床料载体颗粒及其制备方法。

背景技术：

《“十二五”节能减排综合性工作方案》(国发〔2011〕26号)推进城镇污水处理设施及配套管网建设，改造提升现有设施，强化脱氮除磷。到2015年，基本实现所有县和重点建制镇具备污水处理能力，全国新增污水日处理能力4200万吨，新建配套管网约16万公里，城市污水处理率达到85％，形成化学需氧量和氨氮削减能力280万吨、30万吨。继续推进节能减排科技专项行动，组织高效节能、废物资源化以及小型分散污水处理、农业面源污染治理等共性、关键和前沿技术攻关。

由于废水中可能含有能致病的微生物、能促进水生植物生长的营养物质以及可能致病的其它有毒化合物，为了保护人类的健康，废水在重新利用或直接排入环境之前必须经过适当的处理。废水处理通常包括一级处理(物理处理)、二级处理(生化处理)和三级处理(深度处理)。由于几乎所有的废水中都含有可生物降解的成分，因此，采用生物降解法去除废水中的各种营养成分(BNR)就成为广泛采用的废水处理工艺过程，其不仅可以去除废水中的有机污染物，而且还可以有效去除废水中的氮和磷。

生物流化床处理污水的研究和应用始于20世纪70年代的美国环保署。日本在80年代初开展大量的生物流化床研究工作，有代表性是栗田公司和三菱公司。

国内对生物流化床的研究起步较晚，1978年兰州石化公司研究院环保所开始纯氧曝气生物流化床处理石油化工废水的研究工作。国内主要研究的是空气曝气流化床，1980年成都市政设计院、北京环保所、哈尔滨工业大学、武汉给排水设计院等开展的城市生活污水的以兼气床为主的流化床工艺研究，1984年抚顺石油研究所采用射流曝气三相床处理炼油废水。主要研究侧重于探索操作方式、载体特性、充氧方法、生物膜控制和更新，在此基础上推荐设计参数。

中国专利CN200810138313.8涉及一种污泥陶粒在污水处理中的应用,其特征是作为污水处理填料用于生物滤池或流化床生物反应器。污泥陶粒应用于污水处理拓宽了污泥资源化技术领域,具有广阔的推广应用价值和“以废治废”的环境效应,因此该发明实现了经济效益和环境效益的双重功效。中国专利CN201310563674.8公开了一种用于污水处理的固定床微生物载体，包含载体本体；所述载体本体是由圆柱形线材编制而成的网状圆柱体；所述每根圆柱形线材的外表面均布有毛刺；本发明所述的用于污水处理的固定床微生物载体能够为微生物提供了良好的附着生长环境，且能保证微生物可以承受较大的水利冲击负荷，为微生物提供了良好的附着生长环境，并可以该载体为基础进行脱氮处理，且处理效果好。中国专利CN201310600117.9涉及一种生物填料，具体是涉及一种用于污水处理的生物活性填料，属于污水处理技术领域。包括玄武岩颗粒、炭藓泥。所述的玄武岩颗粒、炭藓泥组分按重量比为1：1。该填料在原有颗粒性填料的基础上，选用炭藓泥作为底料，使被处理的附着物经过表面吸附与底层附着，实现更好、更有效的去污能力。中国专利CN200910099516.5公开了一种用于污水生物流化床处理工艺的磁性载体的制备方法。包括如下步骤:1)将磁粉加入反应釜,在搅拌转速为40～100R/MIN下,依次加入无机酸、有机酸,加热升温至65～80℃,反应1.5～2小时；2)将反应物转移至干燥箱,于80～100℃下烘干0.5～1小时,干化冷却后经研磨式粉碎机粉碎,并用100目筛网筛分后得到颗粒磁性载体。中国专利CN201110113702.7涉及一种用于生物流化床废水处理的高密度多孔载体及其制备方法。由粉煤灰、粘土、煤矸石、造孔剂、粘结剂、水按质量百分比配制而成,通过混合、压片成型、干燥、煅烧、研磨粉碎后,经无机酸或碱扩孔、烘干、在20～35％浓度的拟胞外聚多糖水溶液中浸渍、阴干制得。

利用塑料及惰性材料制备复合型流化床处理污水用床料载体目前没有文献报道。

发明内容：

本发明的目的是提供一种制造成本低、流化特性好、性能稳定的流化床污水处理系统用床料载体颗粒。

本发明是通过以下技术方案予以实现的：

一种流化床污水处理系统用的床料载体颗粒，由质量比为0.05～0.25:0.75～0.95的惰性填料与塑料混合制备而成，所述载体颗粒密度为1.05～1.30X10³kg/m³，颗粒当量直径为0.3mm～1.0mm。

其制备方法包括以下步骤：将质量比为0.05～0.25:0.75～0.95的惰性填料与塑料混合，然后加热至塑料熔融温度，将混合物混合均匀后，再经过拉丝、造粒过程制备成圆柱状或球状颗粒。

所述的惰性填料优选为石灰石或石英砂粉末或橄榄石等。

所述塑料优选为聚乙烯或聚丙烯或聚碳酸酯或回收混合塑料。

所述的流化床污水处理系统用的床料载体颗粒的应用，在载体颗粒投入污水流化床前，先用质量分数为0.05～0.1％的废铁粉水浸泡24～36小时，浸泡过程中不断搅拌使含有铁粉的悬浊液与载体颗粒均匀混合。经过处理以后的颗粒表面附着有少量铁锈，有利于颗粒的初始挂膜。

本发明的载体颗粒密度为1.05～1.30X10³kg/m³，颗粒当量直径为0.3mm～1.0mm，如图1和2所示，载体颗粒在污水的流化速度可以控制在5mm/s左右，颗粒带出速度在20mm/s左右。在保证合适的回流比的条件下，有利于减少系统整体的运行能耗。同时带出速度约为正常流化速度的4倍左右，有较为充裕的操作空间，有利于系统的稳定运行。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明颗粒制造成本低、流化特性好、性能稳定；

2、颗粒在流化床中运行时，系统能耗较小，有利于系统稳定运行。

3、颗粒挂膜特性好，对污水的处理效果好，总氮的去除率达到85％，总磷的除率达到89.5％，总COD的平均去除率达到84％，氨氮的去除率达到88％。

附图说明：

图1是密度为1.05X10³kg/m³的颗粒流化特性；

图2是密度为1.1X10³kg/m³的颗粒流化特性；

图3是密度为1.2X10³kg/m³的颗粒流化特性；

图4是密度为1.3X10³kg/m³的颗粒流化特性；

图5是圆柱形复合载体颗粒；

图6是球型复合载体颗粒；

图7是挂膜以后的圆柱形复合载体颗粒；

图8是挂膜以后的球型复合载体颗粒。

具体实施方式：

以下是对本发明的进一步说明，而不是对本发明的限制。

实施例1：

一种流化床污水处理系统用的床料载体颗粒，由石英砂粉末与聚乙烯按比例0.15:0.85制备而成，其制备方法包括以下步骤：将惰性填料与塑料混合，然后加热至塑料熔融温度，将混合物混合均匀后，再经过拉丝、造粒过程制备成圆柱状或球状颗粒(如图3所示)，得到的载体颗粒密度为1.20X10³kg/m³，颗粒当量直径为0.6mm。如图2所示，载体颗粒在污水的流化速度可以控制在5mm/s左右，颗粒带出速度在18mm/s左右。在保证合适的回流比的条件下，有利于减少系统整体的运行能耗。同时带出速度约为正常流化速度的4倍左右，有较为充裕的操作空间，有利于系统的稳定运行。

得到的载体颗粒投入污水流化床前，先用质量分数为0.05％的废铁粉水浸泡36小时，浸泡过程中不断搅拌使含有铁粉的悬浊液与载体颗粒均匀混合。如图4所示，经过处理以后的颗粒表面附着有少量铁锈，有利于颗粒的初始挂膜。

本发明实施例得到的床料载体颗粒用于流化床污水处理系统对污水进行处理，处理效果见下表：

由表可以看出，本发明对污水的处理效果好，总氮的去除率达到85％，总磷的除率达到89.5％，总COD的平均去除率达到84％，氨氮的去除率达到88％。

实施例2：

参考实施例1，不同之处在于载体颗粒用石灰石粉末与回收混合塑料按0.25:0.75混合制备，制备的载体颗粒密度为1.30X10³kg/m³，颗粒当量直径为0.3mm。得到的载体颗粒在投入污水流化床前，先用质量分数为0.1％的废铁粉水浸泡24小时。

实施例3：

参考实施例1，不同之处在于载体颗粒用石灰石粉末与回收混合塑料按0.05:0.95混合制备，制备的载体颗粒密度为1.05X10³kg/m³，颗粒当量直径为1.0mm。得到的载体颗粒在投入污水流化床前，先用质量分数为0.5％的废铁粉水浸泡30小时。

Claims

1.一种流化床污水处理系统用的床料载体颗粒，其特征在于，由质量比为0.05～0.25:0.75～0.95的惰性填料与塑料混合制备而成，所述载体颗粒密度为1.05～1.30×10³kg/m³，颗粒当量直径为0.3mm～1.0mm；所述床料载体颗粒制备方法包括以下步骤：将质量比为0.05～0.25:0.75～0.95的惰性填料与塑料混合，然后加热至塑料熔融温度，将混合物混合均匀后，再经过拉丝、造粒过程制备成圆柱状或球状颗粒。

2.根据权利要求1所述的流化床污水处理系统用的床料载体颗粒，其特征在于，所述惰性材料为石灰石或石英砂粉末或橄榄石；所述塑料为聚乙烯或聚丙烯或聚碳酸酯或回收混合塑料。

3.如权利要求1所述的流化床污水处理系统用的床料载体颗粒的应用，其特征在于，在载体颗粒投入污水流化床前，先用质量分数为0.05～0.1％的废铁粉水浸泡24～36小时，浸泡过程中不断搅拌使含有铁粉的悬浊液与载体颗粒均匀混合。