CN104229983A - 水处理用矿渣复合生物填料及其制备方法 - Google Patents

水处理用矿渣复合生物填料及其制备方法 Download PDF

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何晓春
刘健
王庆球
夏志龙
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Abstract

本发明提供一种水处理用矿渣复合生物填料及其制备方法。本发明水处理用矿渣复合生物填料，其特征是：包括转炉渣、选矿尾矿粉末、粉煤灰、粘土、聚乙烯醇、防腐剂、琼脂，各组分的重量份数为转炉渣20-25份、选矿尾矿粉末30-35份、粉煤灰15-30份、粘土5-10份、聚乙烯醇3-5份、防腐剂1-3份、琼脂10-20份。本发明利用废旧矿渣生产复合生物填料，生产的填料成本低并且具有比表面积大、空隙率高、硬度高、有布水布气和切割气泡的功能。

Description

水处理用矿渣复合生物填料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种水处理用矿渣复合生物填料及其制备方法，属于水处理技术领域。
背景技术：
水处理填料是污水生物膜处理法的核心部分，它直接影响到处理效果、投资成本及运作费用。填料是微生物栖息的场所、生物膜的载体，在污水处理中的作用十分重要。填料的表面生长生物膜，生物膜的新陈代谢过程使污水得利净化。填料的性能直接影响着生物接触氧化技术的效果和经济上的合理性，因而填料的选择是生物接触氧化技术的关键。  
填料的特性取决于填料的材质和结构形式。填料的材质应具有分子结构稳定、抗老化、耐腐蚀和生物稳定性好等特性。填料的结构形式应具有比表面积大、空隙率高、硬度高、有布水布气和切割气泡的功能。填料之间的空隙在外力作用下可发生变化，有利于剥落的生物膜及时排出填料区，以及填料的体积应具有可压缩性，并在复原后不发生变形，便于运输和安装。目前国内所使用的填料当中，基本分为以下几大类：活性炭，石英砂，天然沸石，离子交换树脂，蜂房线绕式滤芯，PP熔喷式滤芯，折叠式滤芯，多面空心球等。这些填料存在的问题是成本较高，影响水处理的整体成本。
发明内容：
本发明的目的是针对上述存在的问题提供一种水处理用矿渣复合生物填料及其制备方法，利用废旧矿渣生产复合生物填料，生产的填料成本低并且具有比表面积大、空隙率高、硬度高、有布水布气和切割气泡的功能。
上述的目的通过以下技术方案实现：
水处理用矿渣复合生物填料，包括转炉渣、选矿尾矿粉末、粉煤灰、粘土、聚乙烯醇、防腐剂、琼脂，各组分的重量份数为转炉渣20-25份、选矿尾矿粉末30-35份、粉煤灰15-30份、粘土5-10份、聚乙烯醇3-5份、防腐剂1-3份、琼脂10-20份。
所述的水处理用矿渣复合生物填料，所述的防腐剂包括表面活性剂与有机磷，混合比为3:1。
所述的水处理用矿渣复合生物填料，所述的转炉渣中CaO 39-45%、SiO2 10-16%、Al2O3 2-4%、Fe2O3 20-26%、SO3 0-1%、MgO 9-12%、f-CaO 0-8%、Na2Oeq 0-1%。
所述的水处理用矿渣复合生物填料，所述的选矿尾矿粉末中：CaO 30-35%、SiO2 12-16%、Fe2O3 22-28%、Al2O3 2-5%、SO3 0-1%、MgO 7-10%、f-CaO 0-5%、Na2Oeq 0-1%。
上述水处理用矿渣复合生物填料的制备方法，该方法包括如下步骤：
（1）将聚乙烯醇3-5份和琼脂10-20份加水3-10份后加热溶解，制成混合液体；
（2）将转炉渣20-25份、选矿尾矿粉末30-35份、粉煤灰15-30份、粘土5-10份、防腐剂1-3份加入制得的混合液体中，混合制粒，常温放置，烘干筛分，经高压低温养护，恒温蒸养，常温冷却，即得。
所述的水处理用矿渣复合生物填料的制备方法，所述的经高压低温养护是指在温度60-120℃下，压力5.8-8.5大气压下养护8-10小时。
所述的水处理用矿渣复合生物填料的制备方法，所述的恒温蒸养指在120-150℃下蒸养4-6小时。
有益效果：
本发明利用废旧矿渣生产复合生物填料，生产的填料成本低并且具有比表面积大、空隙率高、硬度高、有布水布气和切割气泡的功能。本发明充分地对工业固废进行了综合利用，生产的填料成本低，从而降低了水处理的成本。
具体实施方式：
实施例1：
水处理用矿渣复合生物填料，包括转炉渣、选矿尾矿粉末、粉煤灰、粘土、聚乙烯醇、防腐剂、琼脂，各组分的重量份数为转炉渣20份、选矿尾矿粉末30份、粉煤灰30份、粘土10份、聚乙烯醇3份、防腐剂1份、琼脂10份。
所述的水处理用矿渣复合生物填料，所述的防腐剂包括表面活性剂与有机磷，混合比为3:1。
所述的水处理用矿渣复合生物填料，所述的转炉渣中CaO 39-45%、SiO2 10-16%、Al2O3 2-4%、Fe2O3 20-26%、SO3 0-1%、MgO 9-12%、f-CaO 0-8%、Na2Oeq 0-1%。
所述的水处理用矿渣复合生物填料，所述的选矿尾矿粉末中：CaO 30-35%、SiO2 12-16%、Fe2O3 22-28%、Al2O3 2-5%、SO3 0-1%、MgO 7-10%、f-CaO 0-5%、Na2Oeq 0-1%。
上述水处理用矿渣复合生物填料的制备方法，该方法包括如下步骤：
（1）将聚乙烯醇3份和琼脂10份加水10份后加热溶解，制成混合液体；
（2）将转炉渣20份、选矿尾矿粉末30份、粉煤灰30份、粘土10份、防腐剂1份加入制得的混合液体中，混合制粒，常温放置，烘干筛分，经高压低温养护，恒温蒸养，常温冷却，即得。
所述的水处理用矿渣复合生物填料的制备方法，所述的经高压低温养护是指在温度60℃下，压力5.8大气压下养护10小时。
所述的水处理用矿渣复合生物填料的制备方法，所述的恒温蒸养指在150℃下蒸养4小时。
实施例2：
水处理用矿渣复合生物填料，包括转炉渣、选矿尾矿粉末、粉煤灰、粘土、聚乙烯醇、防腐剂、琼脂，各组分的重量份数为转炉渣25份、选矿尾矿粉末35份、粉煤灰15份、粘土5份、聚乙烯醇3份、防腐剂3份、琼脂20份。
所述的水处理用矿渣复合生物填料，所述的防腐剂包括表面活性剂与有机磷，混合比为3:1。
所述的水处理用矿渣复合生物填料，所述的转炉渣中CaO 39-45%、SiO2 10-16%、Al2O3 2-4%、Fe2O3 20-26%、SO3 0-1%、MgO 9-12%、f-CaO 0-8%、Na2Oeq 0-1%。
所述的水处理用矿渣复合生物填料，所述的选矿尾矿粉末中：CaO 30-35%、SiO2 12-16%、Fe2O3 22-28%、Al2O3 2-5%、SO3 0-1%、MgO 7-10%、f-CaO 0-5%、Na2Oeq 0-1%。
上述水处理用矿渣复合生物填料的制备方法，该方法包括如下步骤：
（1）将聚乙烯醇3份和琼脂20份加水3份后加热溶解，制成混合液体；
（2）将转炉渣25份、选矿尾矿粉末35份、粉煤灰15份、粘土5份、防腐剂3份加入制得的混合液体中，混合制粒，常温放置，烘干筛分，经高压低温养护，恒温蒸养，常温冷却，即得。
所述的水处理用矿渣复合生物填料的制备方法，所述的经高压低温养护是指在温度120℃下，压力5.8大气压下养护8小时。
所述的水处理用矿渣复合生物填料的制备方法，所述的恒温蒸养指在120℃下蒸养6小时。
实施例3：
水处理用矿渣复合生物填料，包括转炉渣、选矿尾矿粉末、粉煤灰、粘土、聚乙烯醇、防腐剂、琼脂，各组分的重量份数为转炉渣22份、选矿尾矿粉末32份、粉煤灰22份、粘土8份、聚乙烯醇5份、防腐剂3份、琼脂20份。
所述的水处理用矿渣复合生物填料，所述的防腐剂包括表面活性剂与有机磷，混合比为3:1。
所述的水处理用矿渣复合生物填料，所述的转炉渣中CaO 39-45%、SiO2 10-16%、Al2O3 2-4%、Fe2O3 20-26%、SO3 0-1%、MgO 9-12%、f-CaO 0-8%、Na2Oeq 0-1%。
所述的水处理用矿渣复合生物填料，所述的选矿尾矿粉末中：CaO 30-35%、SiO2 12-16%、Fe2O3 22-28%、Al2O3 2-5%、SO3 0-1%、MgO 7-10%、f-CaO 0-5%、Na2Oeq 0-1%。
上述水处理用矿渣复合生物填料的制备方法，该方法包括如下步骤：
（1）将聚乙烯醇5份和琼脂20份加水8份后加热溶解，制成混合液体；
（2）将转炉渣22份、选矿尾矿粉末32份、粉煤灰22份、粘土8份、防腐剂3份加入制得的混合液体中，混合制粒，常温放置，烘干筛分，经高压低温养护，恒温蒸养，常温冷却，即得。
所述的水处理用矿渣复合生物填料的制备方法，所述的经高压低温养护是指在温度100℃下，压力6.8大气压下养护9小时。
所述的水处理用矿渣复合生物填料的制备方法，所述的恒温蒸养指在135℃下蒸养5小时。
实施例4：
水处理用矿渣复合生物填料，包括转炉渣、选矿尾矿粉末、粉煤灰、粘土、聚乙烯醇、防腐剂、琼脂，各组分的重量份数为转炉渣20份、选矿尾矿粉末33份、粉煤灰20份、粘土10份、聚乙烯醇4份、防腐剂2份、琼脂15份。
所述的水处理用矿渣复合生物填料，所述的防腐剂包括表面活性剂与有机磷，混合比为3:1。
所述的水处理用矿渣复合生物填料，所述的转炉渣中CaO 39-45%、SiO2 10-16%、Al2O3 2-4%、Fe2O3 20-26%、SO3 0-1%、MgO 9-12%、f-CaO 0-8%、Na2Oeq 0-1%。
所述的水处理用矿渣复合生物填料，所述的选矿尾矿粉末中：CaO 30-35%、SiO2 12-16%、Fe2O3 22-28%、Al2O3 2-5%、SO3 0-1%、MgO 7-10%、f-CaO 0-5%、Na2Oeq 0-1%。
上述水处理用矿渣复合生物填料的制备方法，该方法包括如下步骤：
（1）将聚乙烯醇4份和琼脂15份加水5份后加热溶解，制成混合液体；
（2）将转炉渣20份、选矿尾矿粉末33份、粉煤灰20份、粘土10份、防腐剂2份加入制得的混合液体中，混合制粒，常温放置，烘干筛分，经高压低温养护，恒温蒸养，常温冷却，即得。
所述的水处理用矿渣复合生物填料的制备方法，所述的经高压低温养护是指在温度80℃下，压力6.2大气压下养护10小时。
所述的水处理用矿渣复合生物填料的制备方法，所述的恒温蒸养指在130℃下蒸养6小时。
以上仅是本发明的最佳实施例，本发明的方法包括但不限于上述实施例，本发明的未尽事宜，属于本领域技术人员的公知常识。

Claims (7)

1.一种水处理用矿渣复合生物填料，其特征是：包括转炉渣、选矿尾矿粉末、粉煤灰、粘土、聚乙烯醇、防腐剂、琼脂，各组分的重量份数为转炉渣20-25份、选矿尾矿粉末30-35份、粉煤灰15-30份、粘土5-10份、聚乙烯醇3-5份、防腐剂1-3份、琼脂10-20份。
2.根据权利要求1所述的水处理用矿渣复合生物填料，其特征是：所述的防腐剂包括表面活性剂与有机磷，混合比为3:1。
3.根据权利要求1或2所述的水处理用矿渣复合生物填料，其特征是：所述的转炉渣中CaO 39-45%、SiO2 10-16%、Al2O3 2-4%、Fe2O3 20-26%、SO3 0-1%、MgO 9-12%、f-CaO 0-8%、Na2Oeq 0-1%。
4.根据权利要求1或2所述的水处理用矿渣复合生物填料，所述的选矿尾矿粉末中：CaO 30-35%、SiO2 12-16%、Fe2O3 22-28%、Al2O3 2-5%、SO3 0-1%、MgO 7-10%、f-CaO 0-5%、Na2Oeq 0-1%。
5.上述水处理用矿渣复合生物填料的制备方法，其特征是：该方法包括如下步骤：
（1）将聚乙烯醇3-5份和琼脂10-20份加水3-10份后加热溶解，制成混合液体；
（2）将转炉渣20-25份、选矿尾矿粉末30-35份、粉煤灰15-30份、粘土5-10份、防腐剂1-3份加入制得的混合液体中，混合制粒，常温放置，烘干筛分，经高压低温养护，恒温蒸养，常温冷却，即得。
6.根据权利要求5所述的水处理用矿渣复合生物填料的制备方法，其特征是：所述的经高压低温养护是指在温度60-120℃下，压力5.8-8.5大气压下养护8-10小时。
7.根据权利要求5或6所述的水处理用矿渣复合生物填料的制备方法，其特征是：所述的恒温蒸养指在120-150℃下蒸养4-6小时。
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