CN105880252A - 一种以废弃红砖砌块和钢渣制备人工湿地填料的方法 - Google Patents

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尹勇
周静
胡林潮
邓文英
顾礼明
陆森森
贾雪梅
汤颖
张文艺
冯国勇
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Changzhou University
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Changzhou University
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Abstract

本发明涉及一种以废弃红砖砌块和钢渣制备人工湿地填料的方法；包括下列步骤：先将废弃红砖砌块和钢渣按照1：2～1：4的质量比送入反击式破碎机中进行破碎，其中废弃红砖砌块通过第一皮带输送机输入，同时钢渣通过第二皮带输送机输入；再将破碎后的组分由第三皮带输送机送至圆振动筛经行筛分，筛分后得到大颗粒组分、一级人工湿地填料和二级人工湿地填料；其中大颗粒组分由第四皮带输送机回送至反击式破碎机中进行二次破碎后再循环制成一级人工湿地填料和二级人工湿地填料；解决了建筑垃圾废弃红砖砌块和钢渣的固体废弃物处置问题；可用于人工湿地污水净化处理、工艺简单、成本低廉环保。

Description

一种以废弃红砖砌块和钢渣制备人工湿地填料的方法
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种以废弃红砖砌块和钢渣制备人工湿地填料的方法。
背景技术
人工湿地污水处理技术作为一种新型污水生态技术，具有投资小，运行维护方便，操作简单，能源消耗小，为解决农村小城镇生活污水处理问题提供了一条可行的途径，成为土地较宽裕但经济欠发达的中小城镇和农村生活污水处理的优选方案。
人工湿地是一个完整的生态系统，主要包括基质、植物、微生物和水体四要素。目前应用于人工湿地的填料的种类较多，常用的湿地填料主要有陶粒、无烟煤、火山岩、石英砂、钢渣等。陶粒形状规则，粒径可大可小，密度均匀，水头损失小，不过制作时需要高温烧制，成本较高。无烟煤颗粒粗，孔隙率大，避免了表面层的过快堵塞，延缓了全程阻力，为一种不可再生资源。火山岩同样是一种不可再生资源，它具有多孔质轻、化学稳定性好、强度适宜、表面粗糙易挂膜等优点，不过其价格昂贵。石英砂密度大，比表面积小、空隙率低、水头损失较快，对悬浮固体有着很好的过滤效果，是一种不可再生资源；钢渣疏松多孔，比表面积较大，含有Ca、Mg、Al、Fe、Si等的氧化物，对磷等营养物质具有较好的吸附作用，而我国是世界钢铁产量最高的国家，每年产生的钢渣数亿吨，钢渣作为一种固体废弃物，处理问题亟待解决。
在中国专利201320339324.9“一种利用污泥生产人工湿地新型填料的系统”中公开了经过破碎、混合、造粒、预热、烧成、分选制成的填料，但工艺复杂；在中国专利201210426416.0“一种人工湿地填料砖及其制备方法”中公开了一种石灰石粉煤灰等按比例搅匀压型脱模风干支持的填料，但成本较高；在中国专利201020105878.9“一种新型人工湿地填料模块”中公开了以粉煤灰、水泥的混浆为粘结剂，由对应模具制成，可强化对磷的取出效果，提高使用寿命。
发明内容
本发明的目的是提供一种工艺简单、成本低廉环保的以废弃红砖砌块和钢渣制备人工湿地填料的方法。
实现本发明目的的技术方案是一种以废弃红砖砌块和钢渣制备人工湿地填料的方法；包括下列步骤：先将废弃红砖砌块和钢渣按照1：2～1：4的质量比送入反击式破碎机中进行破碎，其中废弃红砖砌块通过第一皮带输送机输入，同时钢渣通过第二皮带输送机输入；再将破碎后的组分由第三皮带输送机送至圆振动筛经行筛分，筛分后得到大颗粒组分、一级人工湿地填料和二级人工湿地填料；其中大颗粒组分由第四皮带输送机回送至反击式破碎机中进行二次破碎后再循环制成一级人工湿地填料和二级人工湿地填料。
优选的所述废弃红砖砌块的最大直径不超过250mm，所述钢渣的最大直径不超过250mm；其中大颗粒组分的粒径大于20mm；其中一级人工湿地填料的粒径为5-20mm，占进料总质量的70-80％，其堆积密度为0.85-0.90g/cm3，孔隙率为35-45％，比表面积4.5-5.5m2/g；其中二级人工湿地填料的粒径小于5mm，占进料总质量的20-30％，其堆积密度为0.92-0.98g/cm3，孔隙率为38-42％，比表面积5.2-5.6m2/g。
优选的所述第一皮带输送机、第二皮带输送机、第三皮带输送机和第四皮带输送机的主要参数为：皮带宽度400mm，输送长度12-20m，功率1.1-2kW，输送速度1.25-2.0m/s，输送量5-20t/h。
优选的所述反击式破碎机的主要参数为：规格Φ1000mm×700mm，进料口尺寸400mm×730mm，最大进料尺寸250mm，处理能力5-25t/h，电极功率10-25kW。
优选的所述圆振动筛的主要参数为：筛面规格2400mm×750mm，筛面层数2层，筛孔尺寸3-100mm，最大进料尺寸400mm，处理能力1-15t/h，电机功率2-5kW，振动频率870r/min，双振幅5-9mm。
本发明具有积极的效果：(1)原料废弃红砖砌块为一种建筑垃圾，钢渣为炼钢过程中产生的一种固体废弃物，两者来源广泛，将它们制备成人工湿地填料， 使其具有一定的经济价值，变废为宝。
(2)制备方法工艺简单，仅需经过破碎、筛分、分级即可，生产过程中无有害气体和废水产生，不会对环境造成污染；并且人工湿地填料的规格，可以根据人工湿地填料的要求，进行不同级配的调节，操作方便。
(3)废弃红砖砌块和钢渣按照一定的质量比同时投入到反击式破碎机中，在破碎和筛分的过程中，两者被混合均匀，不需要搅拌机；其次，钢渣的硬度比废弃红砖砌块的硬度大，两者混合破碎，使得废弃红砖砌块更容易破碎。
(4)废弃红砖砌块和钢渣制备的人工湿地填料含有Ca2+、Mg2+、Fe3+离子可以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；其次，钢渣具有碱性，对污水中的污染物质具有中和沉淀作用；废弃红砖砌块和钢渣制备的人工湿地填料具有表面粗糙、比表面积大、孔隙率高、硬度大、抗腐蚀性、耐磨损等特点，可以吸附过滤水中的污染物质，为微生物提供栖息生存的场所，利于生物膜形成，从而利用微生物的作用去除水体中的污染物质。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1为工艺流程示意图；
1是第一皮带输送机，2是第二皮带输送机，3是反击式破碎机，4是第三皮带输送机，5是圆振动筛，6是第四皮带输送机
具体实施方式
见图1，先将废弃红砖砌块和钢渣按照1：1的质量比送入反击式破碎机3中进行破碎，其中废弃红砖砌块通过第一皮带输送机1输入，同时钢渣通过第二皮带输送机2输入；再将破碎后的组分由第三皮带输送机4送至圆振动筛5经行筛分，筛分后得到大颗粒组分、一级人工湿地填料和二级人工湿地填料；其中大颗粒组分由第四皮带输送机6回送至反击式破碎机3中进行二次破碎后再循环制成一级人工湿地填料和二级人工湿地填料。
废弃红砖砌块是建筑垃圾的一种，最大直径不超过250mm，主要是由红砖及其水泥砌块组成，质量为5t；钢渣的最大直径不超过250mm，为炼钢产生的一种固体废弃物，质量为5t；一级人工湿地填料粒径为5-20mm，质量为7.5t，可用作人工湿地填料；二级人工湿地填料粒径＜5mm，质量为2.5t，可用作人工湿地植物种植改良性土壤。
改变废弃红砖砌块和钢渣的进料质量比，得到的一级人工湿地填料和二级人工湿地填料的产量不同，其中表1人工湿地填料的产量，表2人工湿地滤料的理化性能参数；
表1人工湿地填料的产量
表2人工湿地滤料的理化性能参数
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种以废弃红砖砌块和钢渣制备人工湿地填料的方法；其特征在于：包括下列步骤：先将废弃红砖砌块和钢渣按照1：2～1：4的质量比送入反击式破碎机(3)中进行破碎，其中废弃红砖砌块通过第一皮带输送机(1)输入，同时钢渣通过第二皮带输送机(2)输入；再将破碎后的组分由第三皮带输送机(4)送至圆振动筛(5)经行筛分，筛分后得到大颗粒组分、一级人工湿地填料和二级人工湿地填料；其中大颗粒组分由第四皮带输送机(6)回送至反击式破碎机(3)中进行二次破碎后再循环制成一级人工湿地填料和二级人工湿地填料。
2.根据权利要求1所述的以废弃红砖砌块和钢渣制备人工湿地填料的方法，其特征在于：所述废弃红砖砌块的最大直径不超过250mm，所述钢渣的最大直径不超过250mm；其中大颗粒组分的粒径大于20mm；其中一级人工湿地填料的粒径为5-20mm，占进料总质量的70-80％，其堆积密度为0.85-0.90x/cm3，孔隙率为35-45％，比表面积4.5-5.5m2/g；其中二级人工湿地填料的粒径小于5mm，占进料总质量的20-30％，其堆积密度为0.92-0.98g/cm3，孔隙率为38-42％，比表面积5.2-5.6m2/g。
3.根据权利要求1或2所述的以废弃红砖砌块和钢渣制备人工湿地填料的方法，其特征在于：所述第一皮带输送机(1)、第二皮带输送机(2)、第三皮带输送机(4)和第四皮带输送机(6)的主要参数为：皮带宽度400mm，输送长度12-20m，功率1.1-2kW，输送速度1.25-2.0m/s，输送量5-20t/h。
4.根据权利要求1或2所述的以废弃红砖砌块和钢渣制备人工湿地填料的方法，其特征在于：所述反击式破碎机(3)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5-25t/h，电极功率10-25kW。
5.根据权利要求1或2所述的以废弃红砖砌块和钢渣制备人工湿地填料的方法，其特征在于：所述圆振动筛(5)的主要参数为：筛面规格2400mm×750mm，筛面层数2层，筛孔尺寸3-100mm，最大进料尺寸400mm，处理能力1-15t/h，电机功率2-5kW，振动频率870r/min，双振幅5-9mm。
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