CN106167393B - 高效复合陶粒滤料及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水过滤滤料，具体是一种高效复合陶粒滤料及其制备方法和应用。该高效复合陶粒滤料按重量百分比计，包括高岭土粉85‑95%、稀土3‑8%、复合剂2‑7%。本发明的制备工艺是通过在普通的陶粒滤料中添加稀土、粘结剂和耐油剂，通过制作生料粉、制球、烧结成球和制粒及筛分，而得到高效复合陶粒滤料。本发明提高了滤料的机械强度、除有机物和去除悬浮物的能力，过滤效果明显优于传统污水、饮用水一级处理的各种滤料；在复合陶粒滤料中添加了耐油剂，用来保护高效复合陶粒滤料免受污染，还能增强滤料的吸水能力和使用寿命，使过滤器的过滤效果显著提高。

Description

高效复合陶粒滤料及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及水过滤滤料，具体是一种高效复合陶粒滤料及其制备方法和应用。

背景技术

目前，污水、饮用水常规过滤分为两个级，即：污水、饮用水一级过滤和二级过滤，高效复合陶粒滤料是属于污水、饮用水一级过滤处理的滤料。传统污水、饮用水一级过滤滤料是用核桃壳滤料、普通陶粒滤料、鹅卵石滤料、无烟煤等，重点是去除水中的大分子有机物、大型悬浮物质、大颗粒粒径物质、杂质等，这些滤料易出现板结、漏失、破损、磨损及反洗效果差等问题，造成污水、饮用水一级过滤后的水中含有机物、悬浮物、粒径物质这三项指标不能稳定达到石油石化含油污水、工矿企业生产废水、城市污水、居民饮用水一级过滤阶段的指标要求。

此外，由于传统水一级处理滤料易板结的弊端，就必须在一级过滤设备上安装大功率的搅拌电动机构，这样就给一级过滤设备的采购成本、日常运行成本、设备及滤料的维护成本大大提高，运行过程中需要对滤料持续不断的搅拌、反冲洗，造成滤料不断板结、磨损、漏失，使过滤器的污水日处理量减少15%以上，同时过滤器大量反冲洗液排出过滤器、进入污水常规处理的源头，造成大量污水、饮用水重复处理。

中国发明专利CN105541372A，公开了一种水处理用陶粒滤料的制备方法，利用给水污泥和污水污泥代替一部分粘土烧制陶粒滤料，可以减少陶粒过程中粘土的使用量，对可持续发展战略，保护环境具有重要的意义。

中国发明专利CN1887790，公开了一种生物陶粒滤料，所述滤料由30～40wt.％页岩、30～45wt.％ 粉煤灰、10～20wt.％污泥、3～8wt.％成孔剂和0.5～2wt.％粘结剂制成。制备方法为:混料→成型→烘干→焙烧→烧结→改性。通过化学药剂的表面改性,使其表面带正电并羟基化,有利于去除原水中的天然有机物。

中国发明专利 CN102258913A，公开了一种用于曝气生物滤池的低密度陶粒滤料,主要由贵州土、粘土、陶土、宜春土、成孔剂、粘合剂和木炭料制成。该陶粒滤料能更好的降低低密度陶粒滤料的密度，以减少反冲洗时的能耗，并且有利于彻底进行反冲洗,避免在长期运行中出现滤料板结等不良问题，还可大大降低生产成本和废水处理成本。

目前，本领域技术人员有必要开发一种具有耐腐蚀性、抗氧化性好、化学性能稳定、过滤阻力小、滤液清、滤料不板结、不易破损，反冲洗不用搅拌装置，使用寿命长的高效复合陶粒滤料。

发明内容

本发明的目的就是为了克服现有过滤滤料的不足，提供了一种高效复合陶粒滤料及其制备方法和应用。解决了污水、饮用水一级过滤滤料易出现板结、漏失、破损、磨损及反洗效果差的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：

一种高效复合陶粒滤料，包括高岭土粉、稀土、复合剂，按重量百分比计，高岭土粉85-95%，稀土3-8%，复合剂2-7%。

采用上述技术方案的本发明与现有技术相比，其有益效果是：

根据一级污水、饮用水含有机物、固体悬浮物、粒径、杂质和其物化成分的不同进行科学配置，在普通的陶粒滤料中添加稀土、粘结剂，经过烧制后，提高了滤料的机械强度、除有机物和去除悬浮物的能力，过滤效果明显优于传统污水、饮用水一级处理的各种滤料。

同时，针对传统陶瓷滤料易受有机物污染的弱点，在复合陶粒滤料中添加了一种耐油性很强的耐油剂，用来保护高效复合陶粒滤料免受污染，还能增强滤料的吸水能力和使用寿命，使过滤器的过滤效果显著提高。

本发明的优选方案如下：

所述稀土为镨土粉。

所述高岭土粉的各成分按重量百分比分别为Al₂O₃ 22%～26%、SiO₂ 58%～74%、Fe₂O₃ 0．5%～2．0%。

所述复合剂包括成孔剂、粘结剂、耐油剂，按重量百分比计，成孔剂2.5-3.0%、粘结剂1.5-1.8%、耐油剂1.1-1.3%。

所述复合陶粒滤料的粒径规格为规格：0.5-1㎜、1-2㎜、2-4㎜、4-8㎜、8-16㎜和16-32㎜。

本发明还提供一种高效复合陶粒滤料的制备方法，包括如下步骤：

a)制作生料粉：

采用两级破碎系统将高岭土、稀土、复合剂破损；再采用烘干兼粉磨的球磨机将高岭土粒度控制在≤0.5mm，稀土粒度控制在≤0.5mm，分开堆放，备用；

接着搅拌粉碎过的高岭土、稀土、复合剂，制成生料粉；

b）制球：

将步骤a)制成的生料粉进入制球机，由管道泵把水喷入制球机里面，料球出盘后，由皮带机送入筛分装置，合格的进入回转窑，过大的返回到原料粉磨流程；

c)烧结成球：

料球进入带有一定斜度的回转窑进行煅烧，随着回转窑的旋转，料球向窑头滚动，同时天然气从窑头喷入窑内燃烧，料球在回转窑内被烧结成陶粒砂。

d)制粒及筛分：

采用回转式冷却机对高效复合陶粒滤料进行冷却，出冷却机的陶粒砂可以直接输送到多级振动筛，按要求分为多个粒径品级，按照品级装袋储存。

进一步的，步骤b)中所述把水喷入制球机的水量按水与生料粉的重量比为：2～3:17～18控制。

进一步的，步骤c)中所述回转窑进行煅烧温度为1300-1500℃；所述陶粒砂的强度为20-25MPa。

本发明还提供了高效复合陶粒滤料的应用，包括：

在单层滤池、多层滤池、机械过滤器中处理各种工业污水、有机污水、工业用水、城市自来水、纯化水、软水中的应用；

作为过滤式除尘器处理各种工业粉尘、锅炉烟尘中的应用。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步阐述，但实施例不对本发明构成任何限制。

本实施例所述的一种高效复合陶粒滤料，按重量百分比计，由下述原料组成：高岭土粉89.2%，镨土粉5.3%，成孔剂2.6%，粘结剂1.7%，耐油剂1.2%；其中成孔剂、粘结剂、耐油剂组成复合剂。

本实施例所述的高效复合陶粒滤料制备方法，按如下步骤进行：

a)制作生料粉：

采用两级破碎系统将高岭土、稀土、复合剂破损；再采用烘干兼粉磨的球磨机将高岭土粒度控制在≤0.5mm，稀土粒度控制在≤0.5mm，分开堆放，备用；

接着搅拌粉碎过的高岭土、稀土、复合剂，制成生料粉。

b）制球：

将步骤a)制成的生料粉进入制球机，由管道泵把水喷入制球机里面，喷水量按水与生料粉的重量比为2.8:17.5，料球出盘后，由皮带机送入筛分装置，合格的进入回转窑，过大的返回到原料粉磨流程。

c)烧结成球：

料球进入带有一定斜度的回转窑进行煅烧，煅烧温度为1300-1500℃；随着回转窑的旋转，料球向窑头滚动，同时天然气从窑头喷入窑内燃烧，料球在回转窑内被烧结成陶粒砂，陶粒砂的强度21.5 MPa。

d)制粒及筛分：

采用回转式冷却机对高效复合陶粒滤料进行冷却，出冷却机的陶粒砂可以直接输送到多级振动筛，按要求分为多个粒径品级，按照品级装袋储存。

本实施例所述高效复合陶粒滤料，在采油厂1万方污水处理站一级滤料使用验证1：

该站采用三组35m³高效复合陶粒过滤罐进行污水一级处理，过滤罐内滤料有自动反冲洗系统，但没有滤料反冲洗的动力装置，滤料中含有镨土粉、成孔剂、粘结剂、耐油剂使高效复合陶粒滤料不板结、不破碎、没有明显反冲洗的阻力，脱水效果较好。

经验证，未发现有滤料破损、磨损的缺陷，一级污水处理水质的指标始终达到设计要求。

本实施例所述高效复合陶粒滤料，在采油厂污水处理站一级滤料使用验证2：

该站采用2组35m³高效复合陶粒过滤器进行污水一级处理，过滤器内滤料有自动化反冲洗系统，但没有反冲洗搅拌装置，由于滤料中含有镨土粉、成孔剂、粘结剂、耐油剂使高效复合陶粒滤料不板结、不破碎、没有明显反冲洗的阻力，脱水效果较好。

经验证，该站的高效复合陶粒滤料在打开过滤器检查时，发现高效复合陶粒没有板结、没有破损、没有流失，一级处理水质的指标始终稳定达标。

通过以上实施例的说明，本发明提供的高效复合陶粒滤料具有如下优势：

（1）高效复合陶粒滤料具有耐腐蚀性，抗氧化；化学性能稳定、过滤阻力小、滤液清、效果好，滤料不板结、不易破损，反冲洗不用搅拌装置，使用寿命长等优点。

（2）用于循环水处理过滤，过滤水头损失小，再生周期长，再生简易方便，不易堵塞，可达到最佳效益。

（3）用于化学法处理的废水过滤，重金属去除率达90%以上，悬浮物去除率达100%，浊度去除率90%。

（4）产品不板结，滤料处没有搅拌动力和搅拌装置，节能、延长过滤器的使用寿命。

以上所述仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书内容所作的等效变化，均包含于本发明的权利范围之内。

Claims (3)

1.一种高效复合陶粒滤料，由高岭土粉、稀土、复合剂组成，其特征在于：

按重量百分比计，高岭土粉85-95%，稀土3-8%，复合剂2-7%；

所述稀土为镨土粉；

所述高岭土粉的各成分按重量百分比分别为Al₂O₃ 22%～26%、SiO₂ 58%～74%、Fe₂O₃ 0．5%～2．0%；

所述复合剂包括成孔剂、粘结剂、耐油剂，按重量百分比计，成孔剂2.5-3.0%、粘结剂1.5-1.8%、耐油剂1.1-1.3%；

所述复合陶粒滤料的粒径规格为规格：0.5-1㎜、1-2㎜、2-4㎜、4-8㎜、8-16㎜和16-32㎜。

2.一种如权利要求1所述的高效复合陶粒滤料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

a)制作生料粉：

采用两级破碎系统将高岭土、稀土、复合剂破损；再采用烘干兼粉磨的球磨机将高岭土粒度控制在≤0.5mm，稀土粒度控制在≤0.5mm，分开堆放，备用；

接着搅拌粉碎过的高岭土、稀土、复合剂，制成生料粉；

b）制球：

将步骤a)制成的生料粉进入制球机，由管道泵把水喷入制球机里面，料球出盘后，由皮带机送入筛分装置，合格的进入回转窑，过大的返回到原料粉磨流程；

所述把水喷入制球机的水量按水与生料粉的重量比为：2～3:17～18控制；

c)烧结成球：

料球进入带有一定斜度的回转窑进行煅烧，随着回转窑的旋转，料球向窑头滚动，同时天然气从窑头喷入窑内燃烧，料球在回转窑内被烧结成陶粒砂；

所述回转窑进行煅烧温度为1300-1500℃；所述陶粒砂的强度为20-25Mpa；

d)制粒及筛分：

采用回转式冷却机对高效复合陶粒滤料进行冷却，出冷却机的陶粒砂可以直接输送到多级振动筛，按要求分为多个粒径品级，按照品级装袋储存。

3.一种如权利要求1所述的高效复合陶粒滤料的应用，其特征在于：

在单层滤池、多层滤池、机械过滤器中处理各种工业污水、有机污水、工业用水、城市自来水、纯化水、软水中的应用；

作为过滤式除尘器处理各种工业粉尘、锅炉烟尘中的应用。