专利名称：一种混合型污泥陶粒陶砂曝气盘及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种混合型污泥陶粒陶砂曝气盘及其制造方法，属于特种陶瓷技术领域。
背景技术：
曝气是使空气与水强制接触的一种手段，其目的在于将空气中的氧溶解于水中，
或者将水中不需要的气体和挥发性物质放逐到空气中。它是促进气体与液体之间物质交换
的一种手段。污水处理厂最常采用曝气法以充分混合污水、增加污水与氧的接触面积从而
促进污水中生物充分降解，曝气器的选用依据各有侧重，主要考虑下列因素 ①空气扩散装置应具有较高的氧利用率和动力效率，具有较好的节能效果； ②不易堵塞，出现故障易排除，便于维护管理； ③构造简单，便于安装，工程造价及装置本身成本都较低。 目前常用曝气盘有塑料曝气盘和橡胶曝气盘。塑料曝气盘一般用PE或SAN材料 制成多孔状，具有重量轻，成本低等优点，但塑料曝气盘强度低，容易老化变形， 一般大型处 理厂较少使用。橡胶曝气盘一般选用三元乙丙合成橡胶膜片穿孔制成，三元乙丙橡胶弹性 较好，耐臭氧老化，耐酸碱等极性化学物质的特性也较好，但耐油性差，会降低使用寿命。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种生产工艺简单，成本低廉，原料来源广泛， 机械强度高，使用寿命长的混合型污泥陶粒陶砂曝气盘及其制造方法。 —种混合型污泥陶粒陶砂曝气盘，包括承托层，在承托层上设有污泥陶粒层，污泥
陶粒层的上表面设置有污泥陶砂层。 所述的污泥陶粒层粘结在承托层上。 所述的污泥陶粒层上表面为中间高四周低的圆弧面。其圆弧面设计节约了推流的
动力，在相同的动力作用下大大提高了带入水中的空气量。 —种制备混合型污泥陶粒陶砂曝气盘的方法，步骤如下 (1)将3 4重量份烘干后的粘土和1 2重量份干化后的污泥均匀混合、造粒、 干燥制得污泥混合颗粒； (2)将步骤(1)制得的污泥混合颗粒过4 5目筛，得粒径为4.00 4.75mm的污 泥陶粒，将筛出的污泥残粒过10 20目筛，得粒径0. 850 2. OOmm的污泥陶砂；
(3)将步骤(2)制得的污泥陶粒与粘合剂混合，搅拌均匀，压制形成污泥陶粒层， 其中粘合剂的添加量为污泥陶粒质量的5 7wt% ; (4)将步骤(2)制得的污泥陶砂与粘合剂均匀混合后均匀覆盖于步骤(3)制得 的污泥陶粒层上表面，压制成型，得生曝气盘主体，其中粘合剂的添加量为污泥陶砂质量的 5 7wt % ; (5)将步骤(4)中的生曝气盘主体烘干，将烘干后的生曝气盘主体于1100 120(TC焙烧，冷却至室温后粘结在承托板上得混合型污泥陶粒陶砂曝气盘。
所述的粘合剂为0. 5 lwt^的羧甲基纤维素钠溶液。
所述步骤(1)中干燥条件为室温下干燥20 26h。
所述步骤(3)和步骤(4)中的压制压力均为lOMPa。
所述步骤(5)中烘干条件为100 ll(TC烘干20 26h。 本发明具有生产工艺简单，成本低廉，原料来源广泛，因陶粒、陶砂密度小，内部多 孔，形态、成分较均一，且具一定强度和坚固性，因而由污泥和粘土制成的混合型陶粒陶砂 曝气盘孔径分布均匀，机械强度高，化学稳定性，耐腐蚀，抗冻性能和耐久性能好，使用寿命 长等。为污水生化处理及水产养殖等行业提供一种经济、有效、环保的曝气装置。也为污泥 的高效资源化利用提供一种新途径。
图1是本发明的纵剖面构造图。 其中，1 、进气口 ， 2 、承托层，3 、污泥陶粒层，4、污泥陶砂层。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步阐述，但本发明的保护范围不限于此。
本发明实施例中所述造粒机购自长沙市中南制药机械厂生产的DZ-20型造粒机； 烘干、干化等步骤如无特别说明，均采用本领域惯用技术。
实施例1 : —种混合型污泥陶粒陶砂曝气盘，结构如图1所示，在承托层2上设有污泥陶粒层 3，污泥陶粒层3的上表面设置有污泥陶砂层4。污泥陶粒层3粘结在承托层4上。污泥陶 粒层3上表面为中间高四周低的圆弧面。 使用时，气体由进气口 1进入，通过污泥陶粒层3及污泥陶砂层4后变为微小气泡 冒出，达到良好的曝气目的。 —种制备混合型污泥陶粒陶砂曝气盘的方法，步骤如下 (1)将3重量份经烘干的干燥粘土和1重量份干化后污泥均匀混合、经造粒机造 粒、室温下干燥24h制得污泥混合颗粒； (2)将步骤(1)制得的污泥混合颗粒过4目筛，得粒径为4. 75mm的污泥陶粒，将筛 出的污泥残粒过10目筛，得粒径2. OOmm的污泥陶砂； (3)将步骤(2)制得的污泥陶粒与粘合剂混合，搅拌均匀，在lOMPa压力下压制形 成污泥陶粒层，其中粘合剂的添加量为污泥陶粒质量的5wt% ; (4)将步骤(2)制得的污泥陶砂与粘合剂均匀混合后均匀覆盖于步骤(3)制得的 污泥陶粒层上表面，在10MPa压力下压制成型，得生曝气盘主体，其中粘合剂的添加量为污 泥陶砂质量的5wt% ; (5)将步骤(4)中的生曝气盘主体于105t:温度下烘干24h，将烘干后的生曝气盘 主体于IIO(TC焙烧，冷却至室温后粘结在承托板上得混合型污泥陶粒陶砂曝气盘。
所述的粘合剂为0. 5wt^的羧甲基纤维素钠溶液。 该混合型污泥陶粒陶砂曝气盘充氧能力可达O. 16Kg 02/11，动力效率达5. 2Kg
4O乂kWh，氧利用率为25%，高于中国环境保护产品认定技术条件中"中、微孔曝气器 (HCRJ031-1998)"认定的性能指标。
实施例2 : 如实施例1所述制备混合型污泥陶粒陶砂曝气盘的方法，不同之处在于 步骤(1)中经烘干后的粘土 3. 5重量份，干化后的污泥1. 5重量份； 步骤(2)中将步骤(1)制得的污泥混合颗粒过4目筛，得粒径为4.75mm的污泥陶
粒，将筛出的污泥残粒过16目筛，得粒径1. 18mm的污泥陶砂； 步骤(3)中粘合剂的添加量为污泥陶粒质量的6wt% ; 步骤(4)中粘合剂的添加量为污泥陶砂质量的6wt% ; 步骤(5)中焙烧温度为1150°C。 使用的粘合剂为0. 8wt^的羧甲基纤维素钠溶液。 该混合型污泥陶粒陶砂曝气盘充氧能力可达0. 18Kg 02/h，动力效率达5. 8Kg O乂kWh，氧利用率为28%，高于中国环境保护产品认定技术条件中"中、微孔曝气器 (HCRJ031-1998)"认定的性能指标。
实施例3 : 如实施例1所述的制备混合型污泥陶粒陶砂曝气盘的方法，不同之处在于 步骤(1)中经烘干后的粘土 3. 25重量份，干化后的污泥1. 75重量份； 步骤(2)中将步骤(1)制得的污泥混合颗粒过5目筛，得粒径为4.00mm的污泥陶
粒，将筛出的污泥残粒过20目筛，得粒径0. 850mm的污泥陶砂； 步骤(3)中粘合剂的添加量为污泥陶粒质量的7wt% ; 步骤(4)中粘合剂的添加量为污泥陶砂质量的7wt% ; 步骤(5)中焙烧温度为1200°C ; 使用的粘合剂为lwt^的羧甲基纤维素钠溶液。 该混合型污泥陶粒陶砂曝气盘充氧能力可达0. 2Kg 02/h，动力效率达6. 0Kg02/ kWh，氧利用率为30%，高于中国环境保护产品认定技术条件中"中、微孔曝气器 (HCRJ031-1998)"认定的性能指标。 塑料曝气盘或橡胶曝气盘的制作材料为塑料，由于塑料制品的容易老化，其使用 寿命一般为15个月到5年，本发明所使用的材料，基本上以无机硅酸盐材料为主，材料的稳 定性好，不会产生老化问题，使用寿命可延长到10年以上。
权利要求
一种混合型污泥陶粒陶砂曝气盘，包括承托层，其特征在于，在承托层上设有污泥陶粒层，污泥陶粒层的上表面设置有污泥陶砂层。
2. 如权利要求1所述的混合型污泥陶粒陶砂曝气盘，其特征在于，所述的污泥陶粒层 粘结在承托层上。
3. 如权利要求1所述的混合型污泥陶粒陶砂曝气盘，其特征在于，所述的污泥陶粒层 上表面为中间高四周低的圆弧面。
4. 一种制备混合型污泥陶粒陶砂曝气盘的方法，其特征在于，步骤如下(1) 将3 4重量份烘干后的粘土和1 2重量份干化后的污泥均匀混合、造粒、干燥 制得污泥混合颗粒；(2) 将步骤(1)制得的污泥混合颗粒过4 5目筛，得粒径为4. 00 4. 75mm的污泥陶 粒，将筛出的污泥残粒过10 20目筛，得粒径为0. 850 2. OOmm的污泥陶砂；(3) 将步骤(2)制得的污泥陶粒与粘合剂混合，搅拌均匀，压制成污泥陶粒层，其中粘 合剂的添加量为污泥陶粒质量的5 7wt% ;(4) 将步骤(2)制得的污泥陶砂与粘合剂均匀混合后均匀覆盖于步骤(3)制得的污 泥陶粒层上表面，压制成型，得生曝气盘主体，其中粘合剂的添加量为污泥陶砂质量的5 7wt% ;(5) 将步骤(4)中的生曝气盘主体烘干，将烘干后的生曝气盘主体于1100 120(TC焙 烧，冷却至室温后粘结在承托板上得混合型污泥陶粒陶砂曝气盘。
5. 如权利要求4所述的制备混合型污泥陶粒陶砂曝气盘的方法，其特征在于，所述的 粘合剂为0. 5 lwt^的羧甲基纤维素钠溶液。
6. 如权利要求4所述的制备混合型污泥陶粒陶砂曝气盘的方法，其特征在于，所述步 骤(1)中干燥条件为室温下干燥20 26h。
7. 如权利要求4所述的制备混合型污泥陶粒陶砂曝气盘的方法，其特征在于，所述步 骤(3)和步骤(4)中压制压力均为10MPa。
8. 权利要求4所述的制备混合型污泥陶粒陶砂曝气盘的方法，其特征在于，所述步骤 (5)中烘干条件为100 ll(TC烘干20 26h。
全文摘要
本发明涉及一种混合型污泥陶粒陶砂曝气盘及其制造方法。该混合型污泥陶粒陶砂曝气盘直接以污泥和粘土作为主要原料，经混合、造粒、干燥、筛分制得污泥陶粒和污泥陶砂。污泥陶粒与粘合剂混合搅拌均匀，压制形成污泥陶粒层，污泥陶砂与粘合剂均匀混合后覆盖于污泥陶粒层上表面，压制成生曝气盘主体，烘干后于1100～1200℃中焙烧成曝气盘主体。将曝气盘主体粘结在承托板上即得混合型污泥陶粒陶砂曝气盘。本发明生产工艺简单，成本低廉，原料来源广泛，曝气盘孔径分布均匀，机械强度高，化学稳定性好，使用寿命可达10年以上。为污水生化处理及水产养殖等行业提供一种经济、有效、环保的曝气装置。
文档编号C04B35/622GK101767869SQ200910255809
公开日2010年7月7日 申请日期2009年12月30日 优先权日2009年12月30日
发明者岳钦艳, 李文红, 郗斐, 高宝玉, 高悦, 齐元峰 申请人:山东大学