专利名称：一种曝气生物滤池颗粒填料的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种颗粒填料的生产方法，尤其涉及一种利用工业废物高炉水渣为主要 原料制备新型曝气生物滤池颗粒填料方法。
背景技术：
本发明所涉及的技术主要包括高炉水渣应用、陶粒填料制备等技术。现有技术介 绍如下
1.高炉水渣
高炉水渣是炼铁过程中产生的，当它浮在铁水层上面并以高温熔融状态流出时， 水淬急冷而成的一种粒化废渣，俗称"水渣"。现阶段对高炉水渣的应用主要集中在 以下几个方面
(1) 生产建材
1) 生产水泥
高炉水渣经水淬急冷，来不及形成矿物结晶而把其中的化学能储存于形成的玻璃体 中，具有较高的潜在活性，当磨细以后，在水泥熟料矿物的水化产物、石灰、石膏等激 发剂作用下，它与水作用可生成水化硅酸盐等水化产物。
2) 水渣微粉用于混凝土 矿渣微粉是将高炉水渣磨细至一定细度的粉体材料，用于水泥的混合材料和混凝土的掺合料。高炉水渣微粉作为混凝土的掺合料，不仅能取代等量的水泥，具有良好的经 济效益，而且能显著提高混凝土的技术性能，是国际公认的生产高性能混凝土的主要组 分之一。
由于矿渣微粉作为混凝土的掺合料有良好的技术效益和经济效益，近年来，我国一 些大城市的建筑工程应用矿渣微粉混凝土已经逐步展开，发展前景良好。
(2) 生产硅肥
硅肥是一种以含氧化硅(Si02)和氧化钙(Ca0)为主的矿物质肥料，它是水稻等农作物 生长不可缺少的营养元素之一。硅肥现被国际土壤学界确认为继氮(N)、磷(P)、钾(K) 之后第四大元素肥料。生产硅肥的主要原材料为高炉水渣。
硅肥的加工过程为把水渣磨细，细度为80目 100目，添入适量硅元素活化剂，搅 拌混合后装袋(或搅拌混合造粒后装袋)，硅肥的工业化生产比较简单。
(3) 生产微晶玻璃
微晶玻璃是近几十年发展起来的一种用途很广的新型无机材料。高炉水渣微晶玻璃 产品，比高碳钢硬，比铝轻，其机械性能比普通玻璃好，耐磨性不亚于铸石，热稳定性
好，电绝缘性能与高频瓷接近，矿渣微晶玻璃用于冶金、化工、煤炭、机械等工业部门 的各种容器设备的防腐层和金属表面的耐磨层以及制造管材等，使用效果很好。
2.陶粒填料
陶粒填料是釆用优质粘土为原料，经团粒、高温烧制、筛分等一系列工艺加工而成 的水处理填料。普通的陶粒填料的原料主要是粘土、页岩等，需要进行采挖，并且在制 作时通常需要进行烧结，需要耗费很多的煤炭资源，这在当今能源紧缺的情况下势必造 成其制作成本的增加。
高炉水渣颗粒填料同普通的陶粒填料的生产过程的区别主要在于原料的不同。普通 陶粒填料的原料主要是粘土、页岩等，而高炉水渣颗粒填料的主要原料高炉水渣为工业 废物，相对于粘土和页岩来说，高炉水渣的原料成本较低，因此，高炉水渣颗粒填料相 对于普通陶粒填料在成本方面有很大优势。
关于高炉水渣颗粒填料的制作特别是使用粘结剂将高炉水渣进行粘结的应用和研 究，经检索，还未见相关报道。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种利用工业废物高炉水渣为主要原 料制备新型曝气生物滤池颗粒填料方法。
本发明所述曝气生物滤池颗粒填料的制备方法，步骤如下
(1) 原料选取及处理取高炉水渣，用水冲洗，并除去其中的大块杂物，然后风干， 之后用球磨机进行破碎，过20目的标准筛，筛分后的髙炉水渣备用；
(2) 配料称取步骤(l)制得的高炉水渣，加入其质量百分比为4% 20%的水泥和其质 量百分比为4% 20%的801胶，充分搅拌混合均匀；
(3) 成球将步骤(2)制取的混合物制成直径为3 6ran的球形颗粒；
(4) 养护将步骤(3)制取的球形颗粒每天撒水6 12次，养护3 6天，即得曝气生 物滤池颗粒填料成品——高炉水渣颗粒填料。
上述曝气生物滤池颗粒填料的制备方法中步骤(l)所述杂物是主要指废铁块。 上述曝气生物滤池颗粒填料的制备方法中步骤(2)所述水泥质量百分比优选5% 15%， 801胶质量百分比优选5% 12%。
其中步骤(2)所述水泥质量百分比最优选为10%, 801胶质量百分比最优选为6%。 上述曝气生物滤池颗粒填料的制备方法中步骤(4)所述养护时间优选3 5天，每天撒水次数优选6 10次。
其中步骤(4)所述养护时间最优选是3天，每天撒水次数最优选是6次。 上述曝气生物滤池颗粒填料的制备方法中步骤(4)所述高炉水渣颗粒填料以测其密度、水冲刷损失率作为评价指标，采用100/ (密度X水冲刷损失率(0.2MPa压力下))作为综合指标考察填料性质。
上述的曝气生物滤池颗粒填料的制备方法中颗粒填料的制备在放大生产中，高炉水渣、水泥、801胶用量遵照原比例关系量放大执行。
本发明的曝气生物滤池颗粒填料制备方法具有工艺创新、方法简便、成本低廉、利 于环保护等突出优点，生产出的产品为直径3 6mm的球形颗粒，颗粒平均填料比表面 积为4.0 5.0mVg、平均抗压强度为5.8MPa。产品比表面积大、孔隙率高，是一种优 良的生物滤池填料，经济效益、社会效益、环境效益显著。
本发明与现有技术相比所具备的优点在于
(1) 利用工业废物为原料，可大大降低曝气生物滤池颗粒填料的生产成本和废水处理 成本，有利于该新型填料的推广应用；
(2) 用本发明方法制备的产品作为曝气生物滤池的填料来处理啤酒废水，试验结果表 明COD去除率可达到80%， NH4+-N去除率可达到90%，说明本产品具有较高的应用价值；
(3) 对工业固体废物进行综合利用，在降低曝气生物滤池颗粒填料生产成本的同时， 又能提高其环境价值，达到以废治废的目的，实现固体实物的资源化，为工业废物高炉 水渣的回收利用探索出一条新途径；
(4) 合成过程中不需烧结，只使用粘结剂粘结，实现了节能降耗，操作简单，投资省， 见效快，有明显的实用价值。
图1为本发明的合成工艺流程图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明进行详细说明。
实施例1
如图l所示，利用工业废物高炉水渣制备曝气生物滤池颗粒填料包括以下步骤
(1) 原料选取及处理取高炉水渣，用水冲洗，并除去其中的大块杂物(主要是废 铁块)，然后风干，之后采用球磨机进行破碎，过20目的标准筛，筛分后获得的高炉水 渣备用。
(2) 配料称取步骤(l)制得高炉水渣700g，加入其质量百分比为8%的水泥和其质量 百分比为4%的801胶，充分混合，搅拌均匀。
(3) 成球将步骤(2)制取的混合物加工成直径为3 6mm的球形颗粒。
(4) 养护将步骤(3)制取的球形颗粒每天撒水6次，养护3天后，即得高炉水渣颗粒 填料成品，测得其密度为2. 55g/m3，水冲刷损失率为1. 6%。
实施例2
如图l所示，利用工业废物高炉水渣制备曝气生物滤池颗粒填料包括以下步骤
(1) 原料选取及处理取高炉水渣，用水冲洗，并除去其中的大块杂物(主要是废 铁块)，然后风干，之后釆用球磨机进行破碎，过20目的标准筛，筛分后获得的高炉水 渣备用。
(2) 配料称取步骤(l)制得高炉水渣700g，加入其质量百分比为12%的水泥和其质量
百分比为8%的801胶，充分混合，搅拌均匀。
(3) 成球将步骤(2)制取的混合物加工成直径为3 6mm的球形颗粒。
(4) 养护将步骤(3)制取的球形颗粒每天撒水7次，养护3天后即得高炉水渣颗粒填料成品，测得其密度为2. 83g/m3，水冲刷损失率为1. 1%。
实施例3
如图l所示，利用工业废物高炉水渣制备曝气生物滤池颗粒填料包括以下步骤
(1) 原料选取及处理取高炉水渣，用水冲洗，并除去其中的大块杂物(主要是废铁块)，然后风干，之后采用球磨机进行破碎，过20目的标准筛，筛分后获得的高炉水渣备用。
(2) 配料称取步骤(l)制得高炉水渣700g，加入质量百分比为10%的水泥和其质量百分比为6%的801胶，充分混合，搅拌均匀。
(3) 成球将步骤(2)制取的混合物加工成直径为3 6mm的球形颗粒。
(4)养护将步骤(3)制取的球形颗粒每天撒水8次，养护4天后即得高炉水渣颗粒填料成品，测得其密度为2. 95g/ra3，水冲刷损失率为1. 3%。
权利要求
1.一种曝气生物滤池颗粒填料的制备方法，步骤如下(1)原料选取及处理取高炉水渣，用水冲洗，并除去其中的大块杂物，然后风干，之后用球磨机进行破碎，过20目的标准筛，筛分后的高炉水渣备用；(2)配料称取步骤(1)制得的高炉水渣，加入其质量百分比为4％～20％的水泥和其质量百分比为4％～20％的801胶，充分搅拌混合均匀；(3)成球将步骤(2)制取的混合物制成直径为3～6mm的球形颗粒；(4)养护将步骤(3)制取的球形颗粒每天撒水6～12次，养护3～6天，即得曝气生物滤池颗粒填料成品——高炉水渣颗粒填料。
2. 如权利要求1所述曝气生物滤池颗粒填料的制备方法，其特征在于步骤(l)所述杂物是指废铁块。
3. 如权利要求1所述曝气生物滤池颗粒填料的制备方法，其特征在于步骤(2)所述水泥质量百分比为5% 15%， 801胶质量百分比为5%~12%。
4. 如权利要求3所述曝气生物滤池颗粒填料的制备方法，其特征在于步骤(2)所述水 泥质量百分比为10%， 801胶质量百分比为6%。
5. 如权利要求1所述曝气生物滤池颗粒填料的制备方法，其特征在于步骤(4)所述养 护时间为3 5天，每天撒水次数为6 10次。
6. 如权利要求5所述曝气生物滤池颗粒填料的制备方法，其特征在于步骤(4)所述养 护时间为3天，每天撒水次数为6次。
7. 如权利要求1所述曝气生物滤池颗粒填料的制备方法，其特征在于步骤(4)所述高 炉水渣颗粒填料以测其密度、水冲刷损失率作为评价指标。
全文摘要
本发明公开了一种曝气生物滤池颗粒填料的制备方法，以高炉水渣为主要原料配以水泥和801胶制备颗粒填料。本发明方法制备的产品具有比表面积大、孔隙率高的特点，极适合微生物的吸附和生存。本发明为高炉水渣资源化探索出一条新途径，同时也为填料生产提供了一条廉价的工艺路线，达到了以废治废的目的，取得了良好的社会效益和经济效益。
文档编号C04B28/00GK101200362SQ200710115649
公开日2008年6月18日 申请日期2007年12月19日 优先权日2007年12月19日
发明者曹翰林, 李善评, 王兆祥 申请人:山东大学