[发明专利]一种生态珠及其制备方法

说明书

本发明公开了一种生态珠及其制备方法，一种生态珠，由陶土、黏土、页岩、莫来石和添加剂烧结而成，配比为：30‑40％陶土、22‑45％黏土、10‑20％页岩、8‑18％莫来石、0.38‑0.85％添加剂；添加剂由0.3‑0.6％Ca(OH)₂、0.05‑0.1％FeSO₄、0.01‑0.05％CuSO₄、0.01‑0.05％ZnSO₄、0.01‑0.05％MnSO₄组成。本发明利用黏土高温急剧收缩的特性，使得烧结后形成骨架结构的生态珠，强度高，且形成大孔径孔隙，孔隙之间延伸贯通，可提高对水流冲击负荷的适应能力，加快有机污染物的降解，同时可为微生物提供矿质元素，增加微生物的数量和种类。

技术领域

本发明属于污水处理生物填料制备技术领域，具体涉及一种生态珠及其制备方法。

背景技术

填料是生物膜载体，是生物膜法处理工艺的关键部分，填料的好坏直接影响生物处理的效果，生物营养陶粒是一种新型的生物膜载体滤料，具有质轻、比表面积大、吸附能力强等优点。现有陶粒可分为锻烧型和非锻烧型两类，其中锻烧型又可分为烧胀型及烧结型两种。在一定的温度条件下，陶粒胚料能软化产生适当的粘度，在外力作用下可产生塑性形变，在胚料软化的同时，陶粒内部能产生一定的气体，促使其膨胀变形。陶粒的膨胀性是两者共同作用的结果，如果胚料表面粘度过大，液相将束缚气体外逸导致陶粒膨胀性能不够，如果气体的膨胀力过大，会导致气体冲破陶粒表面形成连通性孔从而破坏陶粒结构。

现有生物陶粒通常内部呈蜂窝状，孔隙率高，强度低，并且孔径小，孔隙之间不连通，对水流冲击负荷的适应能力差。另外，现有生物陶粒矿质元素匮乏，造成生物膜量薄易脱落、生物量少、生物种类单一等问题。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述现有生物陶粒强度低，以及因孔径小、孔隙之间不连通而导致其作为污水处理生物填料时，对水流冲击负荷的适应能力差的问题，本发明提供一种生态珠及其制备方法，该生态珠为骨架结构，且孔径大，孔隙之间延伸贯通，并可为微生物提供矿质元素，与现有生物陶粒相比，无论是结构还是性能上均存在较大的差异，因此，申请人将其定义为“生态珠”，可作为一种的新的污水处理生物填料，以取代生物陶粒。

本发明采用的技术方案如下：

一种生态珠，由陶土、黏土、页岩、莫来石和添加剂烧结而成。

黏土是含沙粒很少、有黏性的土壤，水分不容易从中通过而具有较好的可塑性，黏土是由多种矿物混合而成的，没有固定的熔点，而是在一定的温度范围内逐渐软化。黏土在加热煅烧的过程中，其低共熔物质开始熔化，液相出现并逐渐增加，填充在固体颗粒之间，由于液相表面张力的作用，使得未熔颗粒进一步靠拢，引起体积急剧的收缩，气孔率下降，密度提高，当温度继续升高时，收缩将不断增大至最大值，气孔率降至最小值，密度达到最大值，黏土完全烧结。

本发明以陶土为主要原料，配以黏土，添加剂选择受热分解产生气体的无机盐类，在后续烧结过程中，黏土急剧收缩，气孔率降低至最小值，将对添加剂受热分解产生的气体产生阻碍，使得孔隙倾向于在陶土内形成，并且，由于黏土对陶土具有较好的结合力，使得黏土收缩时，带动陶土移动，形成大的孔隙，这样烧结形成的生态珠中，黏土作为骨架，孔隙率非常低，且孔径小，显著提高强度，而骨架之间则填充陶土，且陶土内的孔隙率高，孔径大，孔隙之间延伸贯通，在用作污水处理生物填料时，可提高对水流冲击负荷的适应能力，并有利于污水、氧气、生物膜之间充分接触，加快有机污染物的降解。此外，配方中还添加有页岩和莫来石，页岩是由黏土物质硬化形成的微小颗粒，是黏土岩的一种，主要由粒径小于0.0039mm的细颗粒物质组成并含有大量黏土矿物的沉积岩，这些细颗粒物质均匀分布在陶土和黏土中，进一步提高强度，莫来石是一种优质的耐火材料，提高耐温性，从而可在高温下烧结。