[发明专利]硅酸盐基生物滤料及其制备方法与应用

说明书

一种硅酸盐基生物滤料及其制备方法与应用，属于废水处理技术领域，该制备方法包括：以石料尾料和粘土为主原料，以水玻璃为粘合剂，将主原料、粘合剂和水搅拌混匀；将混匀后的混合物造粒，制得陶粒生坯；将陶粒生坯进行干燥、烧结以及冷却后，制得硅酸盐生物滤料。本发明制得的硅酸盐基生物滤料具有比表面积大、菌群存活率高和机械强度高的优点。

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种硅酸盐基生物滤料及其制备方法与应用。

背景技术

中国是一个水资源匮乏的国家，人均占有量仅为世界人均占有量的四分之一，而且分布极为不均匀——华北地区和西北地区严重缺水。与此不相适应的是每年排放的废水量350亿立方米，经过集中处理的城市污水量不到10％。伴随着社会发展，水资源的污染情况愈发严重，据不完全统计，超过70％的地下水遭受严重污染，污水的净化处理成为亟待解决的问题。曝气生物滤池作为一种新型污水处理技术：在滤池中装填一定量粒径较小的粒状滤料，滤料表面生长着生物膜，滤池内部曝气，污水流经时，利用滤料上高浓度生物膜量的强氧化降解能力对污水进行快速净化，同时，因污水流经时，滤料呈压实状态，利用滤料粒径较小的特点及生物膜的生物絮凝作用，截留污水中的大量悬浮物，且保证脱落的生物膜不会随水漂出，运行一定时间后，需对滤池进行反冲洗，以释放截留的悬浮物并更新生物膜。因此合理的选用滤料是生物滤池设计过程中的重要环节。

目前，曝气生物滤池所用的粒状滤料主要为陶粒、石英砂、焦炭和活性炭。陶粒滤料来源广泛，可针对不同水质，逐渐成曝气生物滤料的主体。有研究报道以页岩、铝矾土和铁矿石为原料制备滤料陶粒的方法，该方法生产的滤料陶粒强度大，吸附能力强，但有不足之处：(1)原料为天然矿物，对自然资源消耗巨大；(2)表观密度偏大，对滤池的负荷偏大；(3)比表面积小，可供菌群的生长空间小。还有研究报道以改性蒙脱石、活性炭、镁电气石为主要原料来，经成球工艺，于700℃烧成后即可制备出多介质生物滤料，但该技术存在以下缺点：(1)先须经过处理得到活性蒙脱石，工艺复杂；(2)所制得的生物滤料强度不高，在曝气生物滤池的反冲洗过程中容易破碎。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的是提供一种硅酸盐基生物滤料及其制备方法与应用，以期至少部分地解决上述提及的技术问题中的至少之一。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

作为本发明的一个方面，提供了一种硅酸盐基生物滤料的制备方法，包括以下步骤：

(1)以石料尾料和粘土为主原料，以水玻璃为粘合剂，将所述主原料、粘合剂和水搅拌混匀；

(2)将混匀后的混合物造粒，制得陶粒生坯；

(3)将所述陶粒生坯进行干燥、烧结以及冷却后，制得所述硅酸盐生物滤料。

作为本发明的另一个方面，提供了一种利用如上所述的硅酸盐基生物滤料的制备方法制得的硅酸盐基生物滤料。

作为本发明的再一个方面，提供了一种如上所述的硅酸盐基生物滤料在污水处理中的应用。

基于上述技术方案，本发明的硅酸盐基生物滤料及其制备方法与应用具有以下积极效果：

1、本发明制备硅酸盐基生物滤料过程中，经造粒工艺后在颗粒上布满微孔，烧结后具有较高的显气孔率和比表面积，制得的生物滤料基于硅酸盐基，具有较高的机械强度以及耐磨性；

2、本发明所用主原料为目前大量堆积且没有得到充分利用的石料尾料，不仅减缓了环境压力，还节约了处理大量石料尾料的费用，具有节约资源和环境友好的特点；

3、本发明制备工艺相对简单、原料价格低廉，且原料利用率高，具有很大的产业化前景；

4、制得的生物滤料呈近似球形，对滤料造粒要求较低，造粒设备和费用相对较低，滤料成本较低；