一种配制生物净水硬性填料的方法及应用与流程

本发明属于环保型水处理工艺技术领域，具体涉及一种配制生物净水硬性填料的方法及应用。

背景技术：

长期以来，人们采用生物接触氧化法净化水体的工艺技术中，所采用的硬性填料，从规整度上来看，有外缘几何形状不规整的，如碎砖、碎石、焦炭、炉渣、石英砂等；有外缘几何形状规整或相对规整的，如陶粒、平板玻璃钢及各种硬质塑料制品等，既有天然形成的也有人机制作成的。从实际应用的情况而言，无论是天然形成的还是人机制作成的各种各样的硬性填料，都具有相应的生物净水填料功能，起到一定的生物净水效果。

然而，实践应用中的硬性填料，无论是天然形成的还是人机制作成的各种形状、各种类别的填料，或多或少总还存在着以下的问题：

1)透水阻力大：例如碎砖、碎石、焦炭、炉渣、石英砂等，因填料外缘几何形状不规整及块度不均匀，在实际应用中小块料会堵塞大块料的间隙，使透水空间变小，透水隙道变窄，从而导致净水效率下降，影响了整体的净水效能。

2)比表面积小：例如碎砖、碎石、石英砂等，由于密度大，表面孔隙少，使得比表面积小，造成了对微生物的附着能力弱。

3)表面粗糙度不够：在采用生物接触氧化法净水工艺过程中的填料，主要是为微生物提供附着生长的载体，微生物在填料表面的敷生与结合而形成生物膜。所以填料表面要具有足够的粗糙度，才能为微生物的敷生与繁衍提供优良的“安家”载体。碎砖、碎石、平板玻璃钢等，与一些表面粗糙度充分的填料比较而言，就存在着不利于生物膜敷生的一定缺陷。

4)需要专门设备：传统的生物净水工艺过程中，对于一些外缘不规整形状各异的散式填料，为提高其净水效率，人们采用多层生物塔或采用生物转盘等装置的方式来净化水体；对于一些几何尺寸统一，外缘形状相对规整的填料，人们设计制造出了很多各式各样的专用设备提供使用者选型，但采用这些装置或设备都要投入较高的造价和净水过程中的运行成本。

5)生产工艺过程复杂：采用不同类型、不同样式的生物净化专用设施、设备净化水体，有的设施设备存在清淤、排污困难的问题，有的设施设备为减少或不被堵塞需要定期冲洗，甚至还要建造专用的工房，客观上造成了净水生产过程总成本的偏高。

6)净水量小：采用生物塔、生物转盘净水，还是选择其他各种不同类型的专用净水设备净水，都能有效地净化所需净化的一定量的水体。但是，普遍存在的一个关键问题是净水量小，要想净化大流量的水体几乎是难以实现的。

7)综合费用高：无论是采用生物塔、生物转盘净化，还是选择各型、各样的专用净水设备净水，都离不开加工制作、安装调试和生产运行维护所需的各项投资和成本，并且供水和正常的生产运转均要不停的消耗能源，这样就造成了综合运行成本的升高。

综上所述，可以得出这样的认识：

填料属于生物净水的核心部分，在生物净水的工艺技术中，采用何种填料作为生物膜的载体，是影响生物净水效果的关键因素之一，也是决定净水所需综合成本高低的重要环节。

为此，本发明的一种配制生物净水硬性填料的方法，就有效地解决了以上所述的几个难题。

技术实现要素：

本发明的目的是综合性地解决以上现有技术里所述的生物净水工艺技术中存在的各种不足，提供一种采用人机配制外缘几何形状规整的生物净水硬性填料的方法及应用，因其外缘几何形状规整，强度好，可直接安放于生物接触氧化法净化水池内。

本发明的配制生物净水硬性填料的方法按以下步骤进行：

1）配料：粘结剂重量百分比10-30%，其余为散料；

所述的粘结剂为：普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、磁砖粘结剂、磁砖胶精中的一种；

所述的散料为火山石、陶粒、天然沸石、石英砂、膨胀珍珠岩、硅藻土、浮石、麦饭石中的一种；有充分粗糙度，吸水率高，表面湿润性好，易于微生物生长、挂膜。

2）混合原料：将上述原料进入混合搅拌机进行混合均匀得混合料；

3）添加辅料：将辅料按上述混合料重量的0.5-2%加入混合料中，再按混合料重量的25-40%加入水进行湿化，并进行混搅湿料均匀得湿料，所述的辅料是脂肪醇硫酸钠或过氧化氢；

4）将湿料倒入模具中，并在模具内固化，然后脱模得生物净水硬性填料。

所述的普通硅酸盐水泥为普通硅酸盐水泥32.5或普通硅酸盐水泥32.5r，无毒、无害，不会产生二次污染。

所述的矿渣硅酸盐水泥为矿渣硅酸盐水泥p.s.b32.5或矿渣硅酸盐水泥p.s.b32.5r，无毒、无害，不会产生二次污染。

所述的磁砖胶精粘结剂进行如下重量份配制：水泥10、黄砂10、胶精0.25混合。

所述的生物净水硬性填料的几何形状为方形、棱形、圆形、平面形、曲面形、波浪形中的一种。

所述的配制生物净水硬性填料的方法制备的生物净水硬性填料的应用方法是，将若干个生物净水硬性填料置于污水净化池中，间隔排列在多格槽隔体上进行污水的生物净化。

除以上所述的粘结剂以外，还可采用其它无机物粘结剂或有机物粘结剂，其前提条件是具有足够的粘结性能和生物净水工艺过程中不会产生二次污染，可以是固态的也可以是液态的。

本发明的生产工艺技术流程有着较强的灵合性和机动性，采用本发明的配制方法，生产生物净水填料时，经济条件不充分时，可采用人工加简单机械设备配合进行半机械化生产，甚至可以进行纯手工生产，在资金充足的情况下可采用全程机械化生产方式，更为先进的方式是，直接采用自动化控制生产线进行生产，所取得的成效必然会到达一个产能高、质量优、综合效益好的高端境界。

本发明具有如下优点：

1)净化水池可建于露天场地，不需要工房类专用建筑物的特定场所；

2)净化水池的大小可根据待净化水量的流量大小而灵活制定，可净化大流量的待净化水体；

3)待净化水从净化水池（1）的一端进入，净化后从另一端流出，净化流程极为简化，运行成本极低；

4)特别是在进水端与出水端之间有自然落差的地点建净化水池，几乎可完全节约供水能源费用；

5)如图1、图2所示采用的是较薄的平板形硬性填料，在净化水体的运行过程中，水中的悬浮物沉降后，以及敷生于填料上的生物膜新陈代谢脱落后，均一并落于槽内，从清淤排污管路排出，使清淤、排污变得极其方便；

6)因为不需要象有些专用设备那样要定期冲洗填料，又为净水流程的整体运行节约了一项费用；

7、由于净化池内水体流动的水压变化较小，使得填料的使用周期大为延长，一般都要运行十年以上才需要少量更换，而且日常运行的维护量也很小，这就大幅度地降低了运行成本。

附图说明

图1是本发明的生物净化水池多级净水平面示意图。

图2是本发明的生物净化水池多级净水立面示意图。

图3是本发明的工艺流程图。

图中：1-净化池，2-填料，3-排污阀，4-排污管，5-水格槽。

以下通过实施例对本发明作进一步的详述，本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。

实施例1：

如图3所示：一种配制生物净水硬性填料的方法的生产工艺流程包括原料选备，配料计量，混合配料，添加辅料，湿化配料，混搅湿料，湿料出机，湿料进模，模内固化，脱模检验，产品修整、成品如库等工序。具体步骤如下：

1）配原料：选用重量百分比25%的普通硅酸盐水泥32.5作粘结剂，余量为火山石散料，原料有一定的粒度3-30mm，粒度的大小取决于所要生产的型材的外缘几何尺寸的大小，并且与所采用的混料搅拌设备的能力相匹配，散料满足于有充分的粗糙度，吸水率越高越好，表面湿润性要好，易于微生物敷生、挂膜；

2）混合上述原料：将上述原料进入混合搅拌机进行混合均匀得混合料；

3）添加辅料：将辅料脂肪醇硫酸钠按上述混合料重量的0.5%加入混合料中，再按混合料重量的35%加入水进行湿化，并进行混搅湿料均匀得湿料，添加辅料的目的是为了提高产品的质量和生物净水过程中的使用效果；

4）将湿料倒入预先设计制作好的几何模型内固化成型（固化时间一般从几十分钟到几小时），然后脱模、修整得方形生物净水硬性填料，入库待用。

将若干个生物净水硬性填料置于污水生物净化池中，间隔排列在多格槽隔体上进行污水的净化。如图1和图2所示。

实施例2：

步骤1）至4）与实施例1相同，不同的是粘结剂为普通硅酸盐水泥32.5r，用量为15%；散料为陶粒；辅料为过氧化氢（双氧水），辅料用量为1%，按混合料重量的25%加入水进行湿化，所得生物净水硬性填料形状为棱形体。

实施例3：

步骤1）至4）与实施例1相同，不同的是粘结剂为矿渣硅酸盐水泥p.s.b32.5，用量为30%；散料为天然沸石；辅料为脂肪醇硫酸钠，辅料用量为2%，按混合料重量的40%加入水进行湿化，所得生物净水硬性填料形状为平面板形体。

实施例4：

步骤1）至4）与实施例1相同，不同的是粘结剂为矿渣硅酸盐水泥p.s.b32.5r，用量为20%；散料为石英砂；辅料为脂肪醇硫酸钠，辅料用量为1%，按混合料重量的30%加入水进行湿化，所得生物净水硬性填料形状为圆形体。

实施例5：

步骤1）至4）与实施例1相同，不同的是粘结剂为矿渣硅酸盐水泥p.s.b32.5r，用量为20%；散料为石英砂；辅料为脂肪醇硫酸钠，辅料用量为1.5%，按混合料重量的30%加入水进行湿化，所得生物净水硬性填料形状为曲面形体。

实施例6：

步骤1）至4）与实施例1相同，不同的是粘结剂为磁砖胶精粘结剂，用量为15%；散料为膨胀珍珠岩；辅料为过氧化氢（双氧水），辅料用量为0.8%，按混合料重量的25%加入水进行湿化，所得生物净水硬性填料形状为波浪形体。磁砖胶精的配制：用水泥10千克、黄砂10千克、胶精0.25千克混合而成。

所述的散料还可用硅藻土、浮石、麦饭石中的任一种，具有充分粗糙度，吸水率高，表面湿润性好，易于微生物生长、挂膜。

机械的选用只要能满足混合搅拌功能的简单设备即可，即可选用既普通、又廉价的通用设备。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。