[发明专利]一种蛇纹石生物滤料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于污水处理用生物滤料技术领域。具体涉及一种蛇纹石生物滤料及其制 备方法。

背景技术

我国蛇纹石矿产资源储量丰富，分布范围很广。目前年开采量约为200～300万吨， 主要用作钙镁磷肥的原料，少量用作耐火材料、土壤改良和建筑材料的原材料，但其利用率 仍然较低。

随着经济发展的推进，输电线路已在全国范围内普及。同时，对输电线路的能耗损 失要求也在逐步提升，电瓷材料一旦在生产或使用过程中产生裂纹或介电性能不达标，则 会被淘汰成为电瓷废料。目前，电瓷废料仍是以堆积存放的形式回收，造成资源的浪费。

随着水污染的日益加剧，传统的污水处理工艺很难达到要求，污水处理成为亟待 解决的问题。目前所采用的污水处理方法主要有吸附法和生物法，常用吸附剂有活性碳、陶 粒、沸石和硅藻土等；生物法是借助微生物或植物的絮凝、吸收累积和富集等作用，使废水 中的有机污染物和无机污染物转化为稳定、无害的物质。把微生物吸附在陶粒上处理废水， 能结合吸附法和生物法处理废水的优势，构成一种高效、快速和连续的废水处理系统，可以 回收陶粒，有效地减少了二次污染。

目前所制备的大多数生物滤料的孔结构单一，限制了微生物在不同生命阶段对生 活环境的需求；只考虑其比表面积对微生物挂膜的影响，未考虑滤料本身能否为微生物提 供所需的营养物质。如“一种用于废水处理球型煤质微孔生物滤料的制造方法” （CN1548385A）专利技术，该技术以粘结性煤或弱粘结性煤为主要原料，经粉碎后加入粘结 剂，造粒，干燥，烧结后得到球型煤质微孔生物滤料。其缺点为：（1）所制备的生物滤料的孔 结构单一，未考虑微生物不同生长阶段所需要的孔结构；（2）所制备的生物滤料未能为微生 物栖息提供合适的营养物质。又如“一种利用煤矸石制备的沸石陶粒滤料及其制备方法” （CN104069690A）专利技术，该技术将煤矸石粉料、造孔剂和水混合均匀后造粒成型，将得到 的球型生料烧结后经过表面除釉、NaOH水热处理和水洗等，得到最终的沸石陶粒滤料。这种 方法所制备的生物滤料虽然具有多级复合孔结构，其原料中含有微生物所需要的金属离 子，但其工艺复杂。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种成本低廉、生产工艺简单和节能 环保的蛇纹石生物滤料制备方法；用该方法所制备的蛇纹石生物滤料比表面积大、利于微 生物挂膜和适宜微生物生长。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：以30~62wt%的蛇纹石原矿细粉、30 ~60wt%的低压电瓷废料细粉和8~10wt%的福建泥为原料，外加所述原料50~60wt%的造孔剂， 混合均匀，即得混合料。将所述混合料置于造粒机中，再加入混合料60~70wt%的水玻璃溶 液，造粒，得到粒径为3~15mm的球形生坯。然后将所述球形生坯在90~110℃条件下干燥12~ 24h，在1000℃~1100℃条件下保温1~5h，制得蛇纹石生物滤料。

所述蛇纹石原矿细粉的粒径≤0.088mm；蛇纹石原矿细粉的主要化学成分是：MgO 为30~45wt%，SiO₂为30~40wt%，Fe₂O₃为7~10wt%，CaO为0.2~0.3wt%。

所述低压电瓷废料细粉的粒径≤0.074mm；低压电瓷废料细粉的主要化学成分是： SiO₂≥70.09wt%，Al₂O₃≥24.37wt%，K₂O≤2.66wt%，TiO₂≤0.5wt%，Fe₂O₃≤1.60wt%，灼减率 ≤0.37wt%。

所述的福建泥的粒径≤0.074mm；福建泥的化学成分是：SiO₂≥30.99wt%，Al₂O₃≥ 40.98wt%，K₂O≤0.71wt%，Na₂O≤0.10wt%，CaO≤0.62wt%，Fe₂O₃≤1.82wt%，灼减率≤ 19.10wt%。

所述造孔剂为锯末、糠和炭粉中的一种，粒径≤0.088mm。

所述水玻璃溶液的浓度为20~30wt%。

由于采用上述技术方案，本发明具有以下积极效果：