CN114956245A - 一种污水处理混合滤料及其制备方法和应用、污水处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种污水处理混合滤料及其制备方法和应用、污水处理系统。本发明提供的污水处理混合滤料中火山岩能够增加污水中氧离子的含量，具有杀菌消毒的作用，而且，能够平衡水的酸碱度和去除重金属离子以及附着和生长微生物菌膜，沸石是极性很强的吸附剂，能高效吸附污水中的氨氮，吸附的氨氮被沸石表面附着生长的硝化菌通过硝化作用降解为总氮，除氮效率高；加气块颗粒的组分中缓慢持久地释放钙离子，钙离子与污水中无机盐磷反应生成磷酸钙沉淀，从而使加气块颗粒具有高效持久的脱磷功能，而且具有附着和生长微生物菌膜的功能，三种功能不同的滤料使混合滤料的功能更多样化，提高混合滤料的净水能力。
Description
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种污水处理混合滤料及其制备方法和应用、污水处理系统。
背景技术
去除污水中的氮磷有机污染物是污水处理过程中最为重要的环节，是污水处理出水能否达标的一个重要指标，也是中小型生活污水处理系统达标运行的一个瓶颈。传统的生活污水处理工艺，在厌氧过程和好氧过程中，通常采用高分子填料(例如：弹性填料、组合填料、悬浮填料等)或多孔颗粒状固体物(例如陶粒、火山岩、碳酸钙加气块颗粒等)作为微生物菌膜的载体和菌床。高分子填料或普通的多孔颗粒状固体滤料多表现为功能单一，综合性能差。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种污水处理混合滤料及其制备方法应用、污水处理系统，本发明提供的污水处理混合滤料中包括火山岩、沸石和加气块颗粒三种功能不同的滤料，使混合滤料的功能多样化进而提高混合滤料的整体净水功效。
为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供了一种污水处理混合滤料，包括火山岩、沸石和加气块颗粒；所述火山岩、沸石和加气块颗粒的体积比为(10～20)∶(5～15)∶(65～80)；所述加气块颗粒的制备原料包括粉煤灰、水泥、生石灰和石膏。
优选的，所述火山岩的粒径为2～5cm；所述火山岩的堆积率为10～20％；所述火山岩的比表面积为10～25m2/g；
所述沸石的粒径为1～2cm；所述沸石的堆积率为5～15％；所述沸石的孔径为0.3～1.0nm。
优选的，所述加气块颗粒的粒径为1.5～5.5cm；所述加气块颗粒的孔隙率为40～50％；所述加气块颗粒的堆积率为65～80％；所述加气块颗粒的比表面积为15～30m2/g。
优选的，所述加气块颗粒的制备原料还包括水、铝粉膏和脱脂剂；
以质量份数计，所述加气块颗粒的原料配比为：粉煤灰66～70份、水泥8～10份、生石灰15～19份、石膏3～5份、水0.6份和铝粉膏0.005份；所述加气块颗粒的强度为0.05～0.06MPa。
优选的，所述加气块颗粒的制备方法包括以下步骤：将制备原料混合后，依次进行浇注、预养、切割、蒸压和破碎，得到加气块颗粒。
优选的，所述浇注的温度<90℃；所述预养的温度为50℃；所述预养的时间为1～1.5h。
优选的，所述蒸压包括：
在第一压力条件下升温至终温；
在第二压力条件下，在终温进行恒温处理；
所述恒温处理后，进行降温；
所述第一压力条件的压强为-0.04～0.06MPa；所述终温>175℃；所述第二压力条件的压强为0.8～1.2MPa；所述恒温处理的保温时间为5～7h。
本发明还提供了上述技术方案所述污水处理混合滤料的制备方法，包括以下步骤：
将所述火山岩、沸石和加气块颗粒进行混合，得到污水处理混合滤料。
本发明还提供了上述技术方案所述污水处理混合滤料或上述技术方案所述制备方法制备得到的污水处理混合滤料在污水处理系统中的应用。
本发明还提供了一种污水处理系统，包括顺次连通的调节池、厌氧水解酸化池、生物滤池、沉淀池和人工湿地单元，所述厌氧水解酸化池、生物滤池和人工湿地单元中设置有滤料，所述滤料独立为上述技术方案所述污水处理混合滤料或上述技术方案所述制备方法制备得到的污水处理混合滤料。
本发明提供了一种污水处理混合滤料，包括火山岩、沸石和加气块颗粒；所述火山岩、沸石和加气块颗粒的体积比为(10～20)∶(5～15)∶(65～80)；所述加气块颗粒的制备原料包括粉煤灰、水泥、生石灰和石膏。本发明提供的污水处理混合滤料包括火山岩、沸石和加气块颗粒，火山岩能够增加水中氧离子的含量，具有杀菌消毒的作用，而且能够平衡水的酸碱度和去除重金属离子以及附着和生长微生物菌膜；沸石是一种极性很强的吸附剂，能高效吸附污水中的氨氮，吸附的氨氮被沸石表面附着生长的硝化菌通过硝化作用降解为总氮，除氮效率高，同时沸石还能吸附污水中其他的有害杂质；加气块颗粒的组分能够缓慢持久地释放钙离子，钙离子与污水中无机盐磷反应生成磷酸钙沉淀，从而使加气块颗粒具有高效持久的脱磷功能，而且，所用加气块颗粒也具有附着和生长微生物菌膜的功能，三种功能不同的滤料使混合滤料的功能更多样化，提高混合滤料的净水能力。
传统的碳酸钙多孔滤料存在一个共同缺点：机械强度低。在遇到污水时：①物理压力造成滤料粉碎，使得粉末堵塞滤料空隙，导致池体过水缓慢；②污水处理过程中水解酸化过程产生乙酸等小分子酸与碳酸钙反应，造成滤料被侵蚀为粉状，使得滤料多孔结构被破坏，造成池体堵塞。
进一步的，加气块颗粒与传统加气块相比，强度增加，能够提高混合滤料整体的抗压能力，保证混合滤料体具有高效持久的通透性，大幅度延长混合滤料的使用寿命，减少堵塞。
本发明将增加强度的加气块颗粒与火山岩和沸石混合使用，火山岩和沸石可作为骨料，提升混合滤料整体机械强度，保证混合滤料整体通透性，防止由于加气块颗粒粉末造成堵塞。
本发明提供了所述污水处理混合滤料的制备方法，将三种功能不同的滤料均匀混合在整个混合滤料体内形成大量分布均匀的高效能处理作用的微小区域，提高三种滤料成分各自的使用效率，进而大幅度提高混合滤料整体净水能力。
附图说明
图1为应用本发明提供的污水处理混合滤料的污水处理系统示意图；
图2为应用本发明提供的污水处理混合滤料的水解酸化池设计图；
图3为应用本发明提供的污水处理混合滤料的好氧曝气接触氧化池设计图；
图4为应用本发明提供的污水处理混合滤料的生物滤池设计图；
图5为应用本发明提供的污水处理混合滤料的人工湿地设计图；
图6为实施例1中应用本发明提供的污水处理混合滤料的内蒙古包头市麻池镇污水处理站设计图；
图7为实施例1中应用本发明提供的污水处理混合滤料的内蒙古包头市麻池镇污水处理站设计图；
图8为实施例1中应用本发明提供的污水处理混合滤料的内蒙古包头市麻池镇污水处理站设计图。
具体实施方式
本发明提供了一种污水处理混合滤料，包括火山岩、沸石和加气块颗粒；所述火山岩、沸石和加气块颗粒的体积比为(10～20)∶(5～15)∶(65～80)；所述加气块颗粒的制备原料包括粉煤灰、水泥、生石灰和石膏。
如无特殊说明，本发明对所用原料的来源没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的市售商品即可。
本发明提供的污水处理混合滤料包括火山岩。在本发明中，所述火山岩的粒径优选为2～5cm，更优选为3～4cm；所述火山岩的堆积率优选为10～20％，更优选为12～16％；所述火山岩的比表面积优选为10～25m2/g，更优选为15～20m2/g。
本发明中火山岩具有大比表面积，便于附着降解污染物的微生物，拦截过滤大的杂物，双向调节水质酸碱度，吸附重金属离子和杀灭有害菌。另外，火山岩机械强度高，不易挤压破碎，在混合滤料中均匀分布后，可以起到骨架作用，提高混合滤料整体的抗挤压抗破碎能力。
本发明提供的污水处理混合滤料包括沸石。在本发明中，所述沸石的粒径优选为1～2cm，更优选为1cm；所述沸石的堆积率优选为5～15％，更优选为10～13％；所述沸石的孔径优选为0.3～1.0nm，更优选为0.5～0.8nm。
本发明中沸石具有的分子筛功能的微小空隙使其具有强力吸附功能，可以高效、快速、大量地吸附包括氨氮分子、其他有机、无机污染物分子和颗粒，在其表面和周围形成高浓度污染物的局部小区域，由于三种滤料采用均匀混合方式制备，在整个滤料体内，能够形成均匀分布的多点状高浓度污染物小区域，为微生物高效率摄取和降解有机污染物提供了物质条件。另外，沸石颗粒机械强度非常高，不易挤压破碎，在混合滤料中均匀分布后，可以起到骨架作用，提高混合滤料整体的抗挤压、抗破碎能力。
此外，沸石可以快速、大量地吸附污水中的氨氮分子，在滤料体内形成多点状、高浓度、均匀分布的氨氮分布点，为沸石颗粒周围的硝化细菌提供摄取便利、数量丰富和持续供应的氨氮源，使硝化细菌群落能够在滤料体内大量地生成，通过硝化细菌的硝化作用将氨氮降解为总氮，从而高效去除污水中氨氮。沸石还能够有效吸附污水中其他有害杂质，如重金属离子、有害有机分子和病原菌，起到高效净化污水的作用。
本发明提供的污水处理混合滤料包括加气块颗粒。在本发明中，所述加气块颗粒的强度优选为0.05～0.06MPa，优选为0.06MPa；所述加气块颗粒的粒径优选为1.5～5.5cm，更优选为3～5cm；所述加气块颗粒的孔隙率优选为40～50％，更优选为45％；所述加气块颗粒的堆积率优选为65～80％，更优选为70％；所述加气块颗粒的比表面积优选为15～30m2/g，更优选为25～30m2/g。
在本发明中，所述加气块颗粒的制备原料包括粉煤灰、水泥、生石灰和石膏；所述加气块颗粒的制备原料优选还包括水、铝粉膏和脱脂剂；
以质量份数计，所述加气块颗粒的原料配比优选为粉煤灰66～70份、水泥8～10份、生石灰15～19份、石膏3～5份、水0.6份和铝粉膏0.005份，更优选包括粉煤灰68～70份、水泥9～10份、生石灰16～18份、石膏4份、水0.6份和铝粉膏0.005份；在本发明中，所述加气块颗粒的制备方法优选包括以下步骤：将粉煤灰、水泥、生石灰、石膏、水、铝粉膏和混合后，依次进行浇注、预养、切割、蒸压和破碎，得到加气块颗粒。
在所述混合前，本发明优选对粉煤灰、水泥、生石灰和石膏依次进行检验和加工。在本发明中，所述检验的过程优选为将粉煤灰、水泥、生石灰和石膏的原料在进厂前进行检验，经检验质量合格后，分别进灌驻存。在本发明中，所述加工的过程优选为将粉煤灰、生石灰和石膏分别进行破碎和磨细。本发明对所述破碎和磨细的过程没有特殊限定，采用本领域熟知的破碎和磨细的过程即可。
在本发明中，所述混合的过程优选为在搅拌器中依次加入粉煤灰、水、水泥、石灰和石膏，搅拌3min，然后加入铝粉膏和脱脂剂，搅拌30s，得到浆料。本发明对所述搅拌的过程没有特殊限定，采用本领域熟知的搅拌过程即可。
混合完成后，本发明优选将所述混合所得浆料进行浇注。在本发明中，所述浇注的过程优选为将所述混合所得浆料注入带有模底的模具中，得到坯体；所述浇注的温度优选<90℃，更优选为40～50℃；所述浇注优选采用浇注管进行。
浇注完成后，本发明优选将所述浇注所得坯体进行预养。在本发明中，所述预养的过程优选为将所述浇注所得坯体通过预养车运进预养室中进行预养；所述预养的温度优选为50℃；所述预养的时间优选为1～1.5h，更优选为1h。
预养完成后，本发明优选对所述预养后坯体的强度进行检验。本发明对所述检验所述预养后坯体的强度的过程没有特殊限定，采用本领域熟知的检验过程即可。在本发明中，所述预养后坯体的强度优选为0.05～0.06MPa，更优选为0.06MPa。
检验完成后，本发明优选对所述预养后坯体进行切割；所述切割的过程优选为用吊具将所述预养后坯体吊起，放到切割机的平台上，脱去模具，开动切割机按预先设定的尺寸进行横、纵、铣面包头切割。
切割完成后，本发明优选将所述脱去的模具吊回到预养车上，人工进行清理和涂油，组模准备进行下一次浇注。本发明优选将所述切割后的坯体连同模底用天车吊回到预养车上，码放两层，层间有四个支柱支撑，进入编组工段。本发明优选将所述切割产生的坯体边角料，经灰浆搅拌机加工，由泵送到原料搅拌罐内，待配料后二次搅拌使用。
切割完成后，本发明优选对所述切割后的坯体进行蒸压；所述蒸压的过程优选为将所述切割后的坯体在蒸压釜前的停车线上编组完成后，打开蒸压釜门，接通小车轨道，将蒸养车送入蒸压釜进行抽真空，直至釜内压力达到第一压力条件的压强，开始向蒸压釜供气，使坯体达到升温的终温，养护1.5～2h，然后调整釜内压强至第二压力条件的压强，继续在终温下进行养护，最后进行降温，待釜内压强将至0时，打开釜门，接通小车轨道，用慢动卷扬机将成品车拉出，而后再把待蒸压的坯体拉入釜内，把出釜的产品用叉车运至成品料场，空蒸压小车和模底吊至回车线上，清理后推回至蒸压釜前的停车线上，得到加气块。
在蒸压过程的升温阶段会有大量的凝结水排出，需要回收凝结水；恒温阶段就是使制品在养护要求的最高温度下保持恒温，恒温时间是按不同产品特性的要求而定，时间长短对产品质量影响很大，不同产品其恒温时间也不同，恒温阶段耗汽量很少，主要是补充蒸压釜漏气及散热损失；降温阶段通过停止供气使制品的温度下降，应避免降温过快或过慢对制品结构和强度的影响，为了节约能源，降温阶段应进行釜间转汽，最后的低压蒸汽可以用来加热浆液，也可利用蒸汽引射器把釜内降温的低压蒸汽引射到开始升温的釜内。
在本发明中，所述蒸压优选包括：在第一压力条件下升温至终温；在第二压力条件下，在终温进行恒温处理；所述恒温处理后，进行降温；所述第一压力条件的压强优选为-0.04～0.06MPa，更优选为0.06MPa；所述终温优选>175℃，更优选为180～200℃；所述第二压力条件的压强优选为0.8～1.2MPa，更优选为1.0MPa；所述恒温处理的保温时间优选为5～7h，更优选为7h；所述降温的时间优选为100min。本发明对所述升温的过程没有特殊限定，采用本领域熟知的升温过程即可。
蒸压完成后，本发明优选对所述蒸压得到的加气块进行切割；所述切割的设备优选为切割机；本发明对所述切割后所得切块的尺寸没有特殊限定，根据实际需要对切割后所得切块的尺寸进行调整即可。在本发明实施例中，所述切割后切块的体积具体为0.2×0.2×0.2m3。
切割完成后，本发明优选将所述切割后所得切块进行干燥；所述干燥的过程优选为所述切割后所得切块放置在露天环境下自然干燥一周。
干燥完成后，本发明优选对所述干燥后的切块进行破碎，得到加气块颗粒；所述破碎所用的设备优选为机械破碎机。本发明对所述破碎的过程没有特殊限定，采用本领域熟知的破碎过程即可。
传统加气块的主要成分为71.5％粉煤灰、4.5％水泥、18.9％生石灰和5.1％石膏。与传统加气块相比，本发明适当增加加气块中水泥的用量，大幅度提高了加气块颗粒的机械强度。
本发明所制备的加气块颗粒具有大比表面积，便于附着微生物及其菌膜，拦截过滤大的杂物，吸附和去除水中磷元素，可以通过一次性投放加气块颗粒，达到长期高效脱磷的目的。
在本发明中，所述火山岩、沸石和加气块颗粒的体积比为(10～20)∶(5～15)∶(65～80)，优选为(10～15)∶(5～10)∶(65～75)。
本发明还提供了上述技术方案所述污水处理混合滤料的制备方法，包括以下步骤：
将所述火山岩、沸石和加气块颗粒进行混合，得到污水处理混合滤料。
在本发明中，所述混合优选在搅拌的条件下进行；本发明对所述搅拌的过程没有特殊限定，采用本领域熟知的搅拌过程即可。
本发明还提供了上述技术方案所述污水处理混合滤料或上述技术方案所述制备方法制备得到的污水处理混合滤料在污水处理系统中的应用。
在本发明中，所述污水处理系统的主要设备优选包括调节池、厌氧水解酸化池、沉淀池、生物滤池、曝气好氧接触氧化池、缺氧池和深度处理的人工湿地。
通常，生物滤池、人工湿地多采用多孔状固体颗粒作为基质或滤料，例如：陶粒、火山岩、矿渣、各类碳酸钙脱磷滤料等；厌氧水解酸化池、曝气好氧接触氧化池、缺氧池通常采用高分子材料的填料作为微生物生长和附着的载体。上述材料的主要缺点在于，材料类型多，且材料的作用和功能单一，安装维护复杂、成本费用高、池体及系统内空间的利用效率低。本发明提供的多用途、多功能的混合滤料采用三种不同的滤料和基质按一定比例充分混合后作为微生物生长附着的载体。火山岩能够增加水中氧离子的含量，具有杀菌消毒的作用，而且，能够平衡水的酸碱度和去除重金属离子以及附着和生长微生物菌膜，沸石是一种极性很强的吸附剂，能高效吸附污水中的氨氮，吸附的氨氮被沸石表面附着生长的硝化菌通过硝化作用降解为总氮，除氮效率高，同时沸石还能吸附污水中其他有害杂质；增高强度的加气块颗粒的组分中缓慢持久地释放钙离子，钙离子与污水中无机盐磷反应生成磷酸钙沉淀，从而使加气块颗粒具有高效持久的脱磷功能，而且，加气块颗粒也具有附着和生长微生物菌膜的功能，三种不同的滤料使混合滤料的功能多样化；而且增高强度的加气块颗粒能够提高混合滤料整体的抗压能力，保证混合滤料体具有高效持久的通透性，大幅度延长混合滤料的使用寿命，减少堵塞；而且三种功能不同的滤料的均匀混合在整个混合滤料体内形成大量分布均匀的高效能处理作用的微小区域，提高三种滤料成分各自的使用效率，进而大幅度提高混合滤料整体净水能力，此外，本发明提供的混合滤料的用途多样化，可以在污水处理工艺的多个环节使用，如曝气生物滤池、厌氧水解酸化池、生物滴滤池和人工湿地单元等。
本发明优选根据日处理污水量设置污水处理混合滤料的用量。在本发明中，日处理污水量和污水处理混合滤料的体积比优选为1:(0.1～3)，更优选为1:(0.15～3)。本发明提供的污水处理混合滤料中三种滤料的配比和使用量可以根据不同的处理标准和不同的污水水质进行调整。
本发明还提供了一种污水处理系统，包括顺次连通的调节池、厌氧水解酸化池、生物滤池、沉淀池和人工湿地单元，所述厌氧水解酸化池、生物滤池和人工湿地单元中设置有滤料，所述滤料独立为上述技术方案所述污水处理混合滤料或上述技术方案所述制备方法制备得到的污水处理混合滤料。
图1为污水处理系统示意图。由图1所示，污水先进入调节池，再依次进入水解酸化池、生物滤池进行处理，然后进入沉淀池中，进行沉淀，沉淀池出水进入人工湿地单元进行处理，出水，沉淀池和人工湿地单元产生的污泥回流至水解酸化池中继续进行处理。
在本发明中，所述污水处理混合滤料的应用方式如下所示：
(1)厌氧水解酸化池中的使用：
通常厌氧水解酸化池采用高分子弹性填料作为厌氧菌床，功能单一，施工难度大，清理维护复杂。采用本发明提供的污水处理混合滤料可以起到拦截过滤、脱磷、厌氧生物降解、缓冲高浓度氨氮对后续工艺的冲击的作用，而且后期清理维护方便，具体使用方式见图2。
如图2所示，厌氧水解酸化池尺寸：长×宽×高＝8×2×2.4m3。在厌氧水解酸化池中日处理水量和污水处理混合滤料的体积比为1∶(0.15～0.2)。在厌氧水解酸化池的中段，采用本发明提供的污水处理混合滤料，布置厌氧菌床，污水通过菌床时，菌床内生长和分布的大量微生物菌膜可以对污染物进行生物降解，同时，大的杂质可以被污水处理混合滤料拦截并过滤，起到综合治理的效能。
(2)好氧曝气接触氧化池中的使用：
好氧曝气接触氧化池通常采用高分子组合填料、悬浮填料作为好氧菌床，安装过程复杂，功能单一、不易清理维护，采用本发明提供的污水处理混合滤料作为好氧菌床，去除氮磷污氮磷染物效率高、安装、清理维护方便，具体使用方式见图3。
如图3所示，在好氧曝气接触氧化池的下部距池底50cm处，铺设5cm厚度的玻璃钢格栅，起支撑滤料和透水的作用；在玻璃钢格栅上部铺设1.5m污水处理混合滤料，在池底铺设曝气管与风机连接。在好氧曝气接触氧化池中日处理水量和污水处理混合滤料的体积比为1∶(0.15～0.2)。
污水在经过滤料层时，有机污染物分子被污水处理混合滤料表面附着的各种微生物菌群捕食并降解；曝气设施为好氧微生物提供了充足的氧气，保证了大量好氧微生物的大量繁殖和代谢，另外，通过滤料吸附重金属离子等作用，使污水得到很好的净化作用。
(3)生物滤池中的使用：
常见的生物滤池(微生物滴滤池)多单一使用火山岩、沸石或碳酸钙加气块颗粒，或多种滤料分层安装，难以形成多点状高效能的处理区域，滤料使用效率低，而且使用低强度滤料颗粒容易破碎造成堵塞，本发明提供的污水处理混合滤料为三种滤料充分混合所制备得到，能够形成多点状高效能的处理区域，提高滤料的使用效率，而且强度高不易造成生物滤池堵塞，具体使用方式见图4。
如图4所示，本案例中生物滤池体积：长×宽×高＝4.5.×2.0×2.1m3，在生物滤池的下部距池底50cm，铺设5cm厚度污水处理混合滤料；在滤料的顶部安装有多孔布水器。在生物滤池中日处理水量和污水处理混合滤料的体积比为1∶(0.2～0.3)。
污水在通过滤料层时，首先大的污染有机物分子被污水处理混合滤料层拦截过滤；小的有机物分子被污水处理混合滤料表面附着的各种微生物菌群捕食并降解；另外，通过滤料的脱磷、杀菌、吸附重金属离子等作用，使污水得到很好的净化作用。
(4)人工湿地的使用：
人工湿地是污水处理常用的深度净化工艺，多采用颗粒状固体物作为湿地基质，主要存在的问题是功能单一、基质易挤压破碎造成堵塞.。采用本发明提供的污水处理混合滤料作为湿地基质，具有高效的脱磷除氮功能、机械强度高，不易挤压塌缩造成堵塞，透水性好，不易断流，具有高效去除重金属离子和杀菌消毒的功能，具体使用方式见图5。
如图5所示，人工湿地单元体积：长×宽×高＝14×8×2.4m3，本案例水体高度：2.3m，在上述人工湿地单元内，按湿地规程要求，铺设2.1m厚的污水处理混合滤料，粒径：2.0～5.0cm；在上述滤料的顶部，水体高度20cm。在人工湿地中日处理水量和污水处理混合滤料的体积比为1∶(2～3)。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1
污水处理混合滤料包括火山岩(粒径为3cm，堆积率为15％，比表面积为20m2/g)、沸石(粒径为1cm，堆积率为10％，孔径为0.5nm)和加气块颗粒(强度为0.06MPa，粒径为3cm，孔隙率为45％，堆积率为70％，比表面积优选为25m2/g)；所述火山岩、沸石和加气块颗粒的质量比为15∶10∶75，
加气块颗粒优选包括：粉煤灰68份、水0.6份、水泥10份、生石灰18份、石膏4份和铝粉膏0.005份，制备方法如下：
进厂前经检验质量合格的粉煤灰、水泥、生石灰和石膏进行破碎和磨细，然后在搅拌器中依次加入粉煤灰、水、水泥、石灰和石膏进行搅拌3min，然后加入铝粉膏和脱脂剂进行搅拌30s，得到浆料，然后将50℃的浆料注入模具，浇注管伸入模底并埋入流进模具的浆料中得到坯体，通过预养车将坯体运进预养室中在50℃下预养1h后，对预养后坯体的强度进行检验，强度达到0.06MPa后，用吊具将所述预养后坯体吊起，放到切割机的平台上，脱去模具，开动切割机按预先设定的尺寸进行横、纵、铣面包头切割，模具吊回到预养车上，人工进行清理和涂油，组模准备进行下一次浇注，切割后的坯体连同模底用天车吊回到预养车上，码放两层，层间有四个支柱支撑，进入编组工段，切割产生的坯体边角料，经灰浆搅拌机加工，由泵送到原料搅拌罐内，待配料后二次搅拌使用，将所述切割后的坯体在蒸压釜前的停车线上编组完成后，打开蒸压釜门，接通小车轨道，将蒸养车送入蒸压釜进行抽真空，直至釜内压力达到0.06MPa，开始向蒸压釜供气，使坯体的温度达到200℃，养护2h，然后调整釜内压强至1.0MPa，继续在200℃下恒温进行养护7h，最后在100min内进行降温，待釜内压强将至0时，打开釜门，接通小车轨道，用慢动卷扬机将成品车拉出，而后再把待蒸压的坯体拉入釜内，把出釜的产品用叉车运至成品料场，空蒸压小车和模底吊至回车线上，清理后推回至蒸压釜前的停车线上，得到加气块；然后采用切割机将加气块切割成体积为0.2×0.2×0.2m3的切块，放置在露天环境下自然干燥一周后，采用机械破碎机进行破碎成粒，得到加气块颗粒。
将火山岩、沸石和加气块颗粒混合，进行搅拌，得到污水处理混合滤料。
按照图6～8在内蒙古包头市麻池镇建设污水处理站，并在厌氧水解酸化池、生物滤池和人工湿地中添加上述污水处理混合滤料对污水进行处理，污水处理混合滤料的设置具体为：厌氧水解酸化池尺寸：长×宽×高＝8×2×2.4m3。在厌氧水解酸化池中日处理水量和污水处理混合滤料的体积比为1∶0.15；生物滤池体积：长×宽×高＝4.5.×2.0×2.1m3，在生物滤池的下部距池底50cm，铺设5cm厚度污水处理混合滤料；在滤料的顶部安装有多孔布水器；在生物滤池中日处理水量和污水处理混合滤料的体积比为1∶0.2；人工湿地单元体积：长×宽×高＝14×8×2.4m3，本案例水体高度：2.3m，在上述人工湿地单元内，按湿地规程要求，铺设2.1m厚的污水处理混合滤料，粒径：2.0～5.0cm；在上述滤料的顶部，水体高度20cm。在人工湿地中日处理水量和污水处理混合滤料的体积比为1∶2；并对进、出水进行了分析检测，COD指标：入水：450㎎/L，出水：28㎎/L，总磷指标：入水：6.60㎎/L，出水：0.33㎎/L，达到了设计的预期目标，去除率＞95％，氨氮指标：入水：64.0㎎/L，出水：2.3㎎/L，去除率＞96％，大肠杆菌指标：460MPN/L，达到了设计的预期目标。
尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。
Claims (10)
1.一种污水处理混合滤料，其特征在于，包括火山岩、沸石和加气块颗粒；所述火山岩、沸石和加气块颗粒的体积比为(10～20)∶(5～15)∶(65～80)；所述加气块颗粒的制备原料包括粉煤灰、水泥、生石灰和石膏。
2.根据权利要求1所述的污水处理混合滤料，其特征在于，所述火山岩的粒径为2～5cm；所述火山岩的堆积率为10～20％；所述火山岩的比表面积为10～25m2/g；
所述沸石的粒径为1～2cm；所述沸石的堆积率为5～15％；所述沸石的孔径为0.3～1.0nm。
3.根据权利要求1所述的污水处理混合滤料，其特征在于，所述加气块颗粒的粒径为1.5～5.5cm；所述加气块颗粒的孔隙率为40～50％；所述加气块颗粒的堆积率为65～80％；所述加气块颗粒的比表面积为15～30m2/g。
4.根据权利要求3所述的污水处理混合滤料，其特征在于，所述加气块颗粒的制备原料还包括水、铝粉膏和脱脂剂；
以质量份数计，所述加气块颗粒的原料配比为：粉煤灰66～70份、水泥8～10份、生石灰15～19份、石膏3～5份、水0.6份和铝粉膏0.005份；
所述加气块颗粒的强度为0.05～0.06MPa。
5.根据权利要求4所述的污水处理混合滤料，其特征在于，所述加气块颗粒的制备方法包括以下步骤：将制备原料混合后，依次进行浇注、预养、切割、蒸压和破碎，得到加气块颗粒。
6.根据权利要求5所述的污水处理混合滤料，其特征在于，所述浇注的温度<90℃；所述预养的温度为50℃；所述预养的时间为1～1.5h。
7.根据权利要求5所述的污水处理混合滤料，其特征在于，所述蒸压包括：
在第一压力条件下升温至终温；
在第二压力条件下，在终温进行恒温处理；
所述恒温处理后，进行降温；
所述第一压力条件的压强为-0.04～0.06MPa；所述终温>175℃；所述第二压力条件的压强为0.8～1.2MPa；所述恒温处理的保温时间为5～7h。
8.权利要求1～7任一项所述污水处理混合滤料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将所述火山岩、沸石和加气块颗粒进行混合，得到污水处理混合滤料。
9.权利要求1～7任一项所述污水处理混合滤料或权利要求8所述制备方法制备得到的污水处理混合滤料在污水处理系统中的应用。
10.一种污水处理系统，其特征在于，包括顺次连通的调节池、厌氧水解酸化池、生物滤池、沉淀池和人工湿地单元，所述厌氧水解酸化池、生物滤池和人工湿地单元中设置有滤料，所述滤料独立为权利要求1～7任一项所述污水处理混合滤料或权利要求8所述制备方法制备得到的污水处理混合滤料。
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| CN116534983A (zh) * | 2023-04-28 | 2023-08-04 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种高效处理农村灰水的生态耦合系统及其应用 |
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