本发明涉及水过滤滤料,具体是一种高效复合陶粒滤料及其制备方法和应用。
背景技术:
目前,污水、饮用水常规过滤分为两个级,即:污水、饮用水一级过滤和二级过滤,高效复合陶粒滤料是属于污水、饮用水一级过滤处理的滤料。传统污水、饮用水一级过滤滤料是用核桃壳滤料、普通陶粒滤料、鹅卵石滤料、无烟煤等,重点是去除水中的大分子有机物、大型悬浮物质、大颗粒粒径物质、杂质等,这些滤料易出现板结、漏失、破损、磨损及反洗效果差等问题,造成污水、饮用水一级过滤后的水中含有机物、悬浮物、粒径物质这三项指标不能稳定达到石油石化含油污水、工矿企业生产废水、城市污水、居民饮用水一级过滤阶段的指标要求。
此外,由于传统水一级处理滤料易板结的弊端,就必须在一级过滤设备上安装大功率的搅拌电动机构,这样就给一级过滤设备的采购成本、日常运行成本、设备及滤料的维护成本大大提高,运行过程中需要对滤料持续不断的搅拌、反冲洗,造成滤料不断板结、磨损、漏失,使过滤器的污水日处理量减少15%以上,同时过滤器大量反冲洗液排出过滤器、进入污水常规处理的源头,造成大量污水、饮用水重复处理。
中国发明专利CN105541372A,公开了一种水处理用陶粒滤料的制备方法,利用给水污泥和污水污泥代替一部分粘土烧制陶粒滤料,可以减少陶粒过程中粘土的使用量,对可持续发展战略,保护环境具有重要的意义。
中国发明专利CN1887790,公开了一种生物陶粒滤料,所述滤料由30~40wt.%页岩、30~45wt.% 粉煤灰、10~20wt.%污泥、3~8wt.%成孔剂和0.5~2wt.%粘结剂制成。制备方法为:混料→成型→烘干→焙烧→烧结→改性。通过化学药剂的表面改性,使其表面带正电并羟基化,有利于去除原水中的天然有机物。
中国发明专利 CN102258913A,公开了一种用于曝气生物滤池的低密度陶粒滤料,主要由贵州土、粘土、陶土、宜春土、成孔剂、粘合剂和木炭料制成。该陶粒滤料能更好的降低低密度陶粒滤料的密度,以减少反冲洗时的能耗,并且有利于彻底进行反冲洗,避免在长期运行中出现滤料板结等不良问题,还可大大降低生产成本和废水处理成本。
目前,本领域技术人员有必要开发一种具有耐腐蚀性、抗氧化性好、化学性能稳定、过滤阻力小、滤液清、滤料不板结、不易破损,反冲洗不用搅拌装置,使用寿命长的高效复合陶粒滤料。
技术实现要素:
本发明的目的就是为了克服现有过滤滤料的不足,提供了一种高效复合陶粒滤料及其制备方法和应用。解决了污水、饮用水一级过滤滤料易出现板结、漏失、破损、磨损及反洗效果差的问题。
为了解决上述技术问题,本发明采用下述技术方案:
一种高效复合陶粒滤料,包括高岭土粉、稀土、复合剂,按重量百分比计,高岭土粉85-95%,稀土3-8%,复合剂2-7%。
采用上述技术方案的本发明与现有技术相比,其有益效果是:
根据一级污水、饮用水含有机物、固体悬浮物、粒径、杂质和其物化成分的不同进行科学配置,在普通的陶粒滤料中添加稀土、粘结剂,经过烧制后,提高了滤料的机械强度、除有机物和去除悬浮物的能力,过滤效果明显优于传统污水、饮用水一级处理的各种滤料。
同时,针对传统陶瓷滤料易受有机物污染的弱点,在复合陶粒滤料中添加了一种耐油性很强的耐油剂,用来保护高效复合陶粒滤料免受污染,还能增强滤料的吸水能力和使用寿命,使过滤器的过滤效果显著提高。
本发明的优选方案如下:
所述稀土为镨土粉。
所述高岭土粉的各成分按重量百分比分别为Al2O3 22%~26%、SiO2 58%~74%、Fe2O3 0.5%~2.0%。
所述复合剂包括成孔剂、粘结剂、耐油剂,按重量百分比计,成孔剂2.5-3.0%、粘结剂1.5-1.8%、耐油剂1.1-1.3%。
所述复合陶粒滤料的粒径规格为规格:0.5-1㎜、1-2㎜、2-4㎜、4-8㎜、8-16㎜和16-32㎜。
本发明还提供一种高效复合陶粒滤料的制备方法,包括如下步骤:
a)制作生料粉:
采用两级破碎系统将高岭土、稀土、复合剂破损;再采用烘干兼粉磨的球磨机将高岭土粒度控制在≤0.5mm,稀土粒度控制在≤0.5mm,分开堆放,备用;
接着搅拌粉碎过的高岭土、稀土、复合剂,制成生料粉;
b)制球:
将步骤a)制成的生料粉进入制球机,由管道泵把水喷入制球机里面,料球出盘后,由皮带机送入筛分装置,合格的进入回转窑,过大的返回到原料粉磨流程;
c)烧结成球:
料球进入带有一定斜度的回转窑进行煅烧,随着回转窑的旋转,料球向窑头滚动,同时天然气从窑头喷入窑内燃烧,料球在回转窑内被烧结成陶粒砂。
d)制粒及筛分:
采用回转式冷却机对高效复合陶粒滤料进行冷却,出冷却机的陶粒砂可以直接输送到多级振动筛,按要求分为多个粒径品级,按照品级装袋储存。
进一步的,步骤b)中所述把水喷入制球机的水量按水与生料粉的重量比为:2~3:17~18控制。
进一步的,步骤c)中所述回转窑进行煅烧温度为1300-1500℃;所述陶粒砂的强度为20-25MPa。
本发明还提供了高效复合陶粒滤料的应用,包括:
在单层滤池、多层滤池、机械过滤器中处理各种工业污水、有机污水、工业用水、城市自来水、纯化水、软水中的应用;
作为过滤式除尘器处理各种工业粉尘、锅炉烟尘中的应用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步阐述,但实施例不对本发明构成任何限制。
本实施例所述的一种高效复合陶粒滤料,按重量百分比计,由下述原料组成:高岭土粉89.2%,镨土粉5.3%,成孔剂2.6%,粘结剂1.7%,耐油剂1.2%;其中成孔剂、粘结剂、耐油剂组成复合剂。
本实施例所述的高效复合陶粒滤料制备方法,按如下步骤进行:
a)制作生料粉:
采用两级破碎系统将高岭土、稀土、复合剂破损;再采用烘干兼粉磨的球磨机将高岭土粒度控制在≤0.5mm,稀土粒度控制在≤0.5mm,分开堆放,备用;
接着搅拌粉碎过的高岭土、稀土、复合剂,制成生料粉。
b)制球:
将步骤a)制成的生料粉进入制球机,由管道泵把水喷入制球机里面,喷水量按水与生料粉的重量比为2.8:17.5,料球出盘后,由皮带机送入筛分装置,合格的进入回转窑,过大的返回到原料粉磨流程。
c)烧结成球:
料球进入带有一定斜度的回转窑进行煅烧,煅烧温度为1300-1500℃;随着回转窑的旋转,料球向窑头滚动,同时天然气从窑头喷入窑内燃烧,料球在回转窑内被烧结成陶粒砂,陶粒砂的强度21.5 MPa。
d)制粒及筛分:
采用回转式冷却机对高效复合陶粒滤料进行冷却,出冷却机的陶粒砂可以直接输送到多级振动筛,按要求分为多个粒径品级,按照品级装袋储存。
本实施例所述高效复合陶粒滤料,在采油厂1万方污水处理站一级滤料使用验证1:
该站采用三组35m3高效复合陶粒过滤罐进行污水一级处理,过滤罐内滤料有自动反冲洗系统,但没有滤料反冲洗的动力装置,滤料中含有镨土粉、成孔剂、粘结剂、耐油剂使高效复合陶粒滤料不板结、不破碎、没有明显反冲洗的阻力,脱水效果较好。
经验证,未发现有滤料破损、磨损的缺陷,一级污水处理水质的指标始终达到设计要求。
本实施例所述高效复合陶粒滤料,在采油厂污水处理站一级滤料使用验证2:
该站采用2组35m3高效复合陶粒过滤器进行污水一级处理,过滤器内滤料有自动化反冲洗系统,但没有反冲洗搅拌装置,由于滤料中含有镨土粉、成孔剂、粘结剂、耐油剂使高效复合陶粒滤料不板结、不破碎、没有明显反冲洗的阻力,脱水效果较好。
经验证,该站的高效复合陶粒滤料在打开过滤器检查时,发现高效复合陶粒没有板结、没有破损、没有流失,一级处理水质的指标始终稳定达标。
通过以上实施例的说明,本发明提供的高效复合陶粒滤料具有如下优势:
(1)高效复合陶粒滤料具有耐腐蚀性,抗氧化;化学性能稳定、过滤阻力小、滤液清、效果好,滤料不板结、不易破损,反冲洗不用搅拌装置,使用寿命长等优点。
(2)用于循环水处理过滤,过滤水头损失小,再生周期长,再生简易方便,不易堵塞,可达到最佳效益。
(3)用于化学法处理的废水过滤,重金属去除率达90%以上,悬浮物去除率达100%,浊度去除率90%。
(4)产品不板结,滤料处没有搅拌动力和搅拌装置,节能、延长过滤器的使用寿命。
以上所述仅为本发明较佳可行的实施例而已,并非因此局限本发明的权利范围,凡运用本发明说明书内容所作的等效变化,均包含于本发明的权利范围之内。