专利名称：一种用于污水处理的牡蛎壳活性生物滤料及其制造方法
技术领域：
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种以天然牡蛎壳为主要原料，经酸化造孔，制成轻质、多微孔、比表面积大的活性生物滤料及其制造方法。
背景技术：
目前对工业废水和城市生活污水的治理方法很多，如化学氧化还原法、化学沉淀法、膜分离法、生化法，生化法又分活性污泥法和生物膜法。目前应用最广、最具发展前景的是生物膜法的代表性工艺-曝气生物滤池；决定曝气生物滤池性能好坏的关键之一是滤料的性能，理想的滤料应具备下述特征能为微生物附着提供大量的表面积；使污水以液膜状态流过生物膜；有足够的空隙率保证通风供氧和使脱落的生物膜能随水流出滤池；不被微生物分解，也不抑制微生物生长；有一定的机械强度且价格低廉。
目前曝气生物滤池使用的滤料主要是天然卵石与陶粒两大类；符合颗粒 级配的天然卵石虽然基本符合上述要求，但缺点是堆积密度大，空隙率较小，比表面积较小，应用受到限制、各种合成烧结陶粒，上述主要性能都比卵石好，但也存在机械强度差，寿命短，用久易掉色损坏，且价格较高等缺点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对天然卵石滤料和各种合成烧结陶粒滤料的不足，提供一种用于污水处理的牡蛎壳活性生物滤料及其制造方法，以此种方法制造的牡蛎壳活性生物滤料可克服上述两类滤料的不足，专门用作水处理滤料。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是选用沿海地区大量废弃的牡蛎壳为原料，利用其堆积密度小、天然翘曲、多微孔、高空隙率等优良的物理特性，和化学可加工性好的特点，利用酸洗造孔工艺，增加其表面微孔数量，制成一种堆积密度小、空隙率高、多微孔、微生物亲和力强的优质污水专用滤料；牡蛎壳的化学成分主要是生物钙，将牡蛎壳放置于含有硫酸的水溶液中，其表面的碳酸钙与硫酸发生化学反应，生成硫酸钙和亚硫酸钙，水和二氧化碳，二氧化碳气体逸出，附着在牡蛎壳表面上的硫酸钙和亚硫酸钙被水冲洗掉后，就会在其表面上形成更多的微孔，其化学方程式是，。
本发明的生产工艺为分检清洗→加热干燥→酸化造孔→冲洗干燥。
分检冲洗将收集到的牡蛎壳进行分检。分检外观质量要求是壳厚度≥2mm，长度≥50mm，宽度≥30mm；化学成分质量要求是钙含量39～41％，铁含量26～28％，锰含量12～12.8％，锌含量7.9～8.4％，锶含量6～7％，镍含量2.3～2.5％，铜含量＜2.3％。将分检出的合格品清洗干净，阴干后进入下道程序。
加热干燥将阴干后的牡蛎壳放进加热室，进行加热干燥，温度自常温升温到180℃，升温时间是50分钟，然后再恒温180℃停留10分钟。
酸化造孔将加热干燥处理的牡蛎壳直接装入酸化造孔装置浸泡冲洗，进行酸化造孔。具体要求是浸泡时间为72h，装置水质要求含有废硫酸溶液或发电厂脱硫废水(水质PH值2～5)，水要从装置底部进入，向上流经被浸泡冲洗的牡蛎壳，水流速度1～2m/h。水在流出后再循环进入装置重复使用。
冲洗干燥经酸化造孔后的产品用水冲洗干净后，放置通风棚内干燥后，称重、装箱。
本发明的有益效果是1.本产品堆积密度小，仅为0.4t/m3，空隙率高，可达90％，表面微孔多达40～60％，具有很高的微生物亲和力，因而是一种抗堵塞性能好、水力条件好、生化反应效率高的优质专用污水工程滤料。由于它处理效率高、堆积密度小，可大量节省基建用地和基建费用。
2.利用沿海地区水产养殖废弃的牡蛎壳为原料，不仅生产成本降低，它还解决了海边大量弃置的牡蛎壳对环境的污染，化害为利、变废为宝。
3.用发电厂的脱硫酸性废水作为酸化造孔的生产用水，既可以降低生产成本，又可以减少发电厂脱硫废水的处理成本。
具体实施例方式
以下结合实施例对本发明的效果作进一步详细描述。
以天然牡蛎壳废弃物为产品原料，通过分检清洗、加热干燥、酸化造孔、冲洗干燥工艺，制成活性生物滤料。
1.将收集到的牡蛎壳进行分检清洗，外形长要≥50mm，宽要≥30mm，壳厚度≥2mm，批量化验牡蛎壳的化学成分是钙含量40％，铁含量27％，锰含量12％，锌含量8％，锶含量6％，镍含量2.3％，铜含量2.2％，冲洗干净阴干后备用。
2.将分检好的原料放进干燥室，进行加热处理，加热时间分为升温加热段和恒温加热段，升温加热段是在50分钟内从常温加热到180℃，恒温加热段是在180℃加热10分钟。
3.将加热处理后的牡蛎壳放入酸化造孔装置内，(生产用水可采用PH值为2～4的硫酸水溶液，也可采用发电厂的脱硫废水，)水溶液在装置内不停的从底部向上流动，流经牡蛎壳时，就会发生化学反应，置换出其表面的一些钙质，生成硫酸钙、亚硫酸钙、水和二氧化碳，不断向上流动的水流不断冲洗牡蛎壳，反应、冲洗不断进行，慢慢就会在其表面上形成许多微孔，生产用水要求是PH值2～4，水的上升流速度为2m/h，牡蛎壳在池中停留、反应时间是72小时。
4.造孔后的牡蛎壳从装置中取出后用水冲洗干净，放置通风棚内阴干后，就会制成轻质、表面多微孔、堆积密度小的优质活性生物滤料，其产品质量指标如下①堆积密度0.4t/m3②堆积空隙率90％③比表面积1.8×104m2/kg④平均孔径80μm⑤表面孔隙率40～60％
权利要求
1.一种用于污水处理的活性生物滤料及其制造方法，其特点在于它以沿海地区养殖废弃物牡蛎壳为原料，经分检、加热、酸化造孔等工艺，制成轻质、多微孔、比表面积大的活性生物滤料的方法。
2.如权利要求1所述的一种用于污水处理的活性生物滤料及其制造方法，其特征在于加热干燥过程为由常温升温到180℃，升温时间为50分钟，然后再恒温180℃加热10分钟。
3.如权利要求1所述的一种用于污水处理的活性生物滤料及其制造方法，其特征在于酸化造孔装置采用底部进水向上流经待造孔牡蛎壳，出水重复循环，水质要求是弱硫酸溶液或发电厂脱硫废水(PH值2～5)，牡蛎壳在造孔装置内被冲洗浸泡时间为72小时。
4.如权利要求1所述的一种用于污水处理的活性生物滤料及其制造方法，其特征在于牡蛎壳原料的外形要求是长要≥50mm，宽要≥30mm，壳厚度≥2mm；牡蛎壳原料的化学成分要求是钙含量39～41％，铁含量26～28％，锰含量12～12.8％，锌含量7.9～8.4％，锶含量6～7％，镍含量2.3～2.5％，铜含量＜2.3％。
全文摘要
本发明公开一种用于污水处理的牡蛎壳活性生物滤料及其制造方法，涉及污水处理领域一种专用生物滤料。其特点是用天然牡蛎壳为主要原料，经分检、加热、酸化造孔等工艺，制成轻质、多微孔、比表面积大、微生物亲和能力强、质优价廉的活性生物滤料的方法；由此发明生产的牡蛎壳活性生物滤料的主要质量指标为堆积密度0.4t/m
文档编号C02F3/10GK1907885SQ20051004698
公开日2007年2月7日 申请日期2005年8月2日 优先权日2005年8月2日
发明者马守祥 申请人:马守祥