CN104828934A

CN104828934A - 一种高效反硝化生物曝气滤池填料及其制作方法

Info

Publication number: CN104828934A
Application number: CN201510255231.1A
Authority: CN
Inventors: 任利军; 傅成义; 贾小刚
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-05-19
Filing date: 2015-05-19
Publication date: 2015-08-12

Abstract

本发明公开了一种高效反硝化生物曝气滤池填料及其制备方法，其由下述质量含量的组分制成：粉煤灰60～80%，高岭土5～15%，秸秆粉5～15%，糯米粉5～15%，偏硅酸钠1～5%。本发明的高效反硝化生物曝气滤池填料应用于反硝化生物曝气滤池中时，具有优异的氨氮、磷和COD去除率；生物挂膜时间快，可缩小曝气规模，它主要以天然材料制备，有毒有害物质少，对环境有益。

Description

一种高效反硝化生物曝气滤池填料及其制作方法

技术领域

本发明属于污水处理领域，具体涉及一种高效反硝化生物曝气滤池填料及其制作方法。

背景技术

污水处理厂排放水质提标以来，反硝化生物曝气滤池得到了广泛应用，而作为该工艺的核心部分，高效填料就显得尤为重要。作为一级A排放标准，COD含量要小于50甚至更低，这就要求对于普通污水处理厂要进行提标改造。反硝化生物曝气滤池工艺正是解决这一难题的最佳方案。

发明内容

本发明的目的是在现有技术的基础上，提供一种高效反硝化生物曝气滤池填料。

本发明的另一目的是提供一种上述高效反硝化生物曝气滤池填料的制备方法。

本发明的目的可以通过以下措施达到：

一种高效反硝化生物曝气滤池填料，其由下述质量含量的组分制成：粉煤灰60～80%，高岭土5～15%，秸秆粉5～15%，糯米粉5～15%，偏硅酸钠1～5%。

在上述各组分的质量含量之和为100%的前提下，各组分的含量可以在适当的范围内进行调整，例如高岭土、秸秆粉或糯米粉均可分别采用5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%或15%以及更多的质量含量；例如粉煤灰可采用60%、61%、62%、63%、64%、65%、66%、67%、68%、69%、70%、71%、72%、73%、74%、75%、76%、77%、78%、79%、80%以及更多的质量含量；例如偏硅酸钠可采用1%、2%、3%、4%、5%以及更多的质量含量。

在一种优选方案中，本发明的高效反硝化生物曝气滤池填料可由下述质量含量的组分制成：粉煤灰65～75%，高岭土5～10%，秸秆粉8～12%，糯米粉8～12%，偏硅酸钠1～3%。

在另一种优选方案中，本发明的高效反硝化生物曝气滤池填料可由下述质量含量的组分制成：粉煤灰70%，高岭土8%，秸秆粉10%，糯米粉10%，偏硅酸钠2%。

本发明的填料的粒径可为1～15mm，优选为1～10mm，进一步优选为3～5mm。本发明填料的比表面积为40～60 m²/g；真密度为1.6～1.8T/ m³；强度为 60～80N。

本发明中的秸秆粉可采用现有各种粉末状的秸秆材料，例如小麦、水稻、玉米、薯类、油菜、棉花、甘蔗或其它农作物的秸秆粉。本发明中的秸秆粉可采用100～300目粒径的粉末颗粒，优选采用150～200目的粉末颗粒。

本发明中的粉煤灰、高岭土、秸秆粉以及糯米粉均可以分别独立地采用粒径为100～300目的颗粒，优选采用150～250目的颗粒，进一步可采用200目的颗粒。偏硅酸钠组分可以以固体、水溶液或胶体的形式使用，优选采用水溶液或胶体的形式或直接采用胶体的形式使用。

本发明的填料可直接由各组分在加水或其他溶剂或不加溶剂的情况下充分或依次混合后造粒，再经过熔烧制成；其中熔烧温度为600～800℃。

一种具体的制备高效反硝化生物曝气滤池填料的方法，其包括如下步骤：

A、将原料粉煤灰、高岭土和秸秆粉按比例加入拌料机均匀混合，备用；

B、将原料米粉加水调匀，加热后再加入原料偏硅酸钠搅拌均匀，制得粘合剂；

C、将步骤A中搅拌好的粉末渐次加入造粒机，再喷入上述步骤B制好的粘合剂进行造粒；

D、将造好的颗粒烘干，再加入炉体于600～800℃下熔烧20～30分钟，出炉，冷却。

其中在步骤B中，糯米粉与水的质量比为1：5～15，优选为1：10，加热温度为70～90℃，优选80℃。

本发明的高效反硝化生物曝气滤池填料应用于反硝化生物曝气滤池中时，具有优异的氨氮、磷和COD去除率；其在常温下，可使氨氮的去除率达到90%以上，比同类产品高出20%以上；其COD去除率比同类产品高50%以上。本填料在常温下的生物挂膜时间经同类产品快48～72小时，在低温和突发性事故情况下，生物膜亦较同类产品稳定。使用本发明产品的高效反硝化的特征可缩小曝气规模，减少工程投资和占地面积，具有较好的性价比。本发明以秸秆和粉煤灰为主要原料，变废为宝，以废治废，有益于促进循环经济发展。本填料主要以天然材料制备，有毒有害物质少，对环境有益。

具体实施方式

实施例1

各原料的质量含量组成：粉煤灰70%（200目），高岭土8%（200目），秸秆粉10%（200目），糯米粉10%（200目），偏硅酸钠2%（胶体）。

将原料粉煤灰、高岭土和秸秆粉按比例加入拌料机均匀混合，备用；将原料糯米粉加水1：10（wt）调匀，加热80℃后再加入原料偏硅酸钠搅拌均匀，制得粘合剂；将拌料机搅拌好的粉末渐次加入造粒机，再喷入制得的粘合剂，在造粒机中造粒。最后将造好的颗粒烘干，再加入炉体熔烧，加温至700～800℃，高温保持20～30分钟，出炉，冷却，包装。

得到的填料具有如下技术指标：粒径：3～5mm，比表面积：40～60 m²/g，真密度：1.6～1.8T/ m³；强度为 60～80N。

实施例2

各原料的质量含量组成：粉煤灰65%（200目），高岭土10%（200目），秸秆粉12%（200目），糯米粉11%（200目），偏硅酸钠2%（胶体）。填料的制备方法同实施例1，得到的填料具有如下技术指标：粒径：3～5mm，比表面积：40～60 m²/g，真密度：1.6～1.8T/ m³；强度为 60～80N。

实施例3

各原料的质量含量组成：粉煤灰72%（200目），高岭土8%（200目），秸秆粉9%（200目），糯米粉9%（200目），偏硅酸钠2%（胶体）。填料的制备方法同实施例1，得到的填料具有如下技术指标：粒径：3～5mm，比表面积：40～60 m²/g，真密度：1.6～1.8T/ m³；强度为 60～80N。

实施例4

将本发明的填料应用于反硝化生物曝气滤池中，以检验在挂膜阶段该生物曝气滤池对氨氮去除效果。

本例采用下向流曝气反硝化生物滤池，污水自上而下流经由高效反硝化生物曝气滤池填料构成的生物滤料层，反应器采用透明有机玻璃制成。生物滤料层的厚度为2m，滤料层上部至水面高度为2m，配水层高度取0.5m，滤柱总高度取4.5m；设计流量Q=1m³/h，滤柱横断面面积0.25m²，滤速4m/h，空床停留时间30min。可根据原水有机物负荷变化调整曝气量，在进水的同时进行曝气。

以实施例1所得的填料在生物滤池内填充成生物滤料层，采用自然挂膜的方式进行正常的曝气供氧，系统连续运行8d，其中原水水质为COD(mg/L)180～200，NH₃-N(mg/L)9～11，水温8℃。在另一个相同系统中以现有常用的轻质多孔生物陶粒构成的生物滤料层，进行对比实验，其COD的去除与挂膜时间的关系如表1所示，氨氮的去除与挂膜时间的关系如表2所示。

表1

表2

上述实验表明，本发明的填料可以使反硝化生物曝气滤池的生物膜在24～30h内挂膜成功，比同类的其他产品的生物挂膜时间快48～72小时，且本填料对COD和氨氮的去除率均远优于现有产品。

实施例5

采用实施例4的设备和运行条件，采用实施例2的填料构成的生物滤料层，测定其在长期运行情况下对COD和氨氮的去除情况。

本例中原水水质为COD(mg/L)48～55，NH₃-N(mg/L)2.0～3.0，TP(mg/L)4.5～5.5，水温8℃。

本例运行平稳后，出水水质中的TP在1.3～2.3之间。

实施例6

采用实施例4的设备和运行条件，采用实施例3的填料构成的生物滤料层，测定其在长期运行情况下对COD和氨氮的去除情况。本例中原水水质为COD(mg/L)49～60，NH₃-N(mg/L)2.5～3.4，TP(mg/L)4.9～5.9，水温8℃。经平稳运行4D后，出水水质为COD(mg/L)20～29，NH₃-N(mg/L)0.4～0.6，TP(mg/L)1.5～2.5。

Claims

1.一种高效反硝化生物曝气滤池填料，其特征在于其由下述质量含量的组分制成：粉煤灰60～80%，高岭土5～15%，秸秆粉5～15%，糯米粉5～15%，偏硅酸钠1～5%。

2.根据权利要求1所述的高效反硝化生物曝气滤池填料，其特征在于其由下述质量含量的组分制成：粉煤灰65～75%，高岭土5～10%，秸秆粉8～12%，糯米粉8～12%，偏硅酸钠1～3%。

3.根据权利要求2所述的高效反硝化生物曝气滤池填料，其特征在于其由下述质量含量的组分制成：粉煤灰70%，高岭土8%，秸秆粉10%，糯米粉10%，偏硅酸钠2%。

4.根据权利要求1、2或3所述的高效反硝化生物曝气滤池填料，其特征在于该填料的粒径为1～15mm；所述粉煤灰、高岭土、秸秆粉以及糯米粉的粒径分别独立地为100～300目；所述偏硅酸钠以固体、水溶液或胶体的形式使用。

5.根据权利要求4所述的高效反硝化生物曝气滤池填料，其特征在于该填料的粒径为1～10mm；所述粉煤灰、高岭土、秸秆粉以及糯米粉的粒径分别独立地为150～250目；所述偏硅酸钠以水溶液或胶体的形式使用。

6.根据权利要求5所述的高效反硝化生物曝气滤池填料，其特征在于该填料的粒径为3～5mm；所述粉煤灰、高岭土、秸秆粉以及糯米粉的粒径分别独立地为200目；所述偏硅酸钠以胶体的形式使用。

7.根据权利要求1、2或3所述的高效反硝化生物曝气滤池填料，其特征在于该填料由各组分在加水或其他溶剂或不加溶剂的情况下充分或依次混合后造粒，再经过熔烧制成；其中熔烧温度为600～800℃。

8.根据权利要求1、2或3所述的高效反硝化生物曝气滤池填料，其特征在于该填料的粒径为3～5mm，比表面积为40～60 m²/g；真密度为1.6～1.8T/ m³；强度为 60～80N。

9.一种权利要求1、2或3所述的高效反硝化生物曝气滤池填料的制备方法，其特征在于其包括如下步骤：

10.根据权利要求9所述的高效反硝化生物曝气滤池填料的制备方法，其特征在于在步骤B中，糯米粉与水的质量比为1：5～15，加热温度为70～90℃。