一种高效好氧滤料及其制备方法与流程

本发明涉及一种高效好氧滤料及其制备方法，特别涉及一种由黏土、沸石以及碳酸钙为三种主要材料混合烧结而成的好氧滤料及其制备方法。

背景技术：

1、目前，高负荷渗滤耦合技术(专利号202010136906.2)技术得到了广泛的推广和应用，其中，好氧滤料作为该工艺技术的一种重要的组成滤料之一，其主要作用是通过滤料本体的吸附作用先将有机物、氨氮等污染物吸附在滤料表面，再通过生在在滤料表面的好氧微生物进行分解转化。然而当前的该技术的好氧滤料主要以砂石料为主体，质量存在着波动性、吸附能力差、稳定性差和降解能力差等缺陷，无法满足业界对于高效、安全、环保、节能的需求，另外由于该技术工艺采用先吸附再转化的工艺路径，氨氮在转化为硝态氮的同时产生了h+也直接吸附在滤料表面，导致好氧层滤料ph值随着滤料层高度的下降而降低，从而抑制好氧微生物的活性最终导致好氧滤料效率降低，这点在进水氨氮浓度较高的情况下尤为明显。因此，本发明旨在提供一种新型的、高效的、稳定的、环保的好氧滤料及其制备方法，以解决现有技术的不足。

技术实现思路

1、本发明提供了一种由黏土、沸石以及碳酸钙为三种主要材料混合烧结而成的好氧滤料及其制备方法。

2、一种由黏土、沸石以及碳酸钙为三种主要材料混合烧结而成的好氧滤料，其比例为黏土：沸石：碳酸钙＝1:2:2；

3、所述滤料的制备方法包括以下步骤：

4、步骤1：将黏土、沸石和碳酸钙按上述比例混合，并加适量水，调和达到黏稠程度，制成混合物。该三种主要成分比例的优势在于沸石的对污染物的吸附性能、碳酸钙的协同作用，以及黏土的承载性能，使得滤料中的各成分具有良好的协同作用，利于多重过滤。

5、步骤2：将所述混合物放入封闭炉中，经过烧结处理，使其转化为组装体；烘焙成组装体，以赋予材料每一个微观孔洞具备相似孔隙结构和形态的特征，让材料有利于更好地吸附和脱除废水中的污染物；烘焙温度为1000℃～1350℃，时间为10～15小时；在滤料烘焙或高温烧结时，选择无氟化合物而又高通量的气体如氧气作为打散物质的介质，晶体多孔烧结材料的微观拓扑结构才能达到最优,其对于后续产品的吸附效率、过滤生命周期和过滤速度的影响也会更好。

6、步骤3：对所述组装体进行激光打孔加工；采用激光打孔技术实现对组装体的打孔加工，使得滤料有良好的通透性和过滤效果，可提高滤料的处理效率、延缓粒子沉积和污染物的暴露时间。

7、步骤4：碎片造粒，将经过激光打孔加工后的组装体进行碎片造粒；混合均匀的组装体通过碎片器碎成3毫米以下的颗粒，在碎片器中通过适当的节流减速，并同时配合需求的雾化空气流量，在复合物颗粒碎成更小颗粒的同时，能够维护污染物的特性特别是粘度不受影响。

8、步骤5为将所述碎片造粒后的组装体进行一定比例的生物材料覆盖，形成蚂蚁窝形小孔，增强吸附、过滤、降解和触媒作用；碎片造粒后，再进行稻米覆盖，使得滤料呈现大量的蚂蚁窝形小孔，因此表面积和的容积应该保持一个最佳的比例关系，增强滤料的吸附和过滤作用和触媒作用。生物材料萎缩时，小孔的减小将为废水微生物提供更好的栖息地，使废水能完成更多的有机物降解过程，增强滤料的好氧性能。因此，本发明通过增加生物材料的应用及其降解性能，将废水中的大多数有机物转化为二氧化碳和生物质。

9、步骤6：加入适量的表面活性剂和催化剂，实现对滤料中的污染物进行催化氧化移除回收，以及对后处理水生物中间代谢产物的生态循环。

10、优选地，步骤2中的烧结温度为1000℃～1350℃。

11、优选地，步骤2中的烧结时间为10～15小时。

12、优选地，步骤5中的所述生物材料为稻米可生物降解，增强对有机物的降解作用。

13、优选地，步骤6中的所述催化剂为自由基催化剂或金属离子催化剂。

14、优选地，步骤6中所述表面活性剂为阴离子表面活性剂。

15、优选地，步骤6中所述表面活性剂为阳离子表面活性剂。

16、优选地，步骤6中适量添加的表面活性剂的用量为滤料总重量的0.5％～1.5％。

17、优选地，在步骤6中适量添加的催化剂的用量为滤料总重量的0.1％～0.5％。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

19、(1)、本申请，基于黏土、沸石和碳酸钙等三种主要材料制备出高效好氧滤料。其中黏土可塑性强能，能够有效提高合成滤料的比表面积，为好氧微生物提供良好的载体；沸石对氨氮有着极强的吸附性能，使得好氧滤料拥有较强的吸附能力；碳酸钙是一种廉洁的碱性材料，能够为硝化反应提供碱度，完美的解决硝化过程中ph值降低抑制菌种活性问题。

20、(2)、本申请创造性的利用激光打孔技术加工后的组装体形成良好的通透性和过滤效果，空气能够轻松的在滤料中间流通，为好氧微生物提供充足氧气，从而提高系统处理效率。

21、(3)、本申请采用碎片造粒工艺使得组装体颗粒大小均匀，且粘度不受影响。

22、(4)、本申请在覆盖稻米的过程中，增强滤料的吸附、降解和触媒作用，提高生物降解效能。

23、(5)、加入适量的表面活性剂和催化剂，实现对滤料中的污染物进行催化氧化移除回收，以及对后处理水生物中间代谢产物的生态循环。这些创新方法有效地提高了滤料的效率和降解能力，使其具有更好的环保性和实用性。

技术特征：

1.一种好氧滤料，其特征在于：所述的好氧滤料由黏土、沸石以及碳酸钙为主要材料混合烧结而成的好氧滤料，其比例为黏土：沸石：碳酸钙＝1:2:2。

2.一种好氧滤料的制备方法，用于制备权利要求1所述的好氧滤料，其特征在于还包括以下处理步骤：

3.根据权利要求2所述的一种好氧滤料的制备方法，其特征在于：步骤2中的烧结温度为1000℃～1350℃。

4.根据权利要求3所述的一种好氧滤料的制备方法，其特征在于：步骤2中的烧结时间为10～15小时。

5.根据权利要求2所述的一种好氧滤料的制备方法，其特征在于：其中步骤5中的所述生物材料为稻米可生物降解，增强对有机物的降解作用。

6.根据权利要求2所述的一种好氧滤料的制备方法，其特征在于：其中步骤6中的所述催化剂为自由基催化剂或金属离子催化剂。

7.根据权利要求2所述的一种好氧滤料的制备方法，其特征在于：其中步骤6中所述表面活性剂为阴离子表面活性剂。

8.根据权利要求2所述的一种好氧滤料的制备方法，其特征在于：其中步骤6中所述表面活性剂为阳离子表面活性剂。

9.根据权利要求2所述的一种好氧滤料的制备方法，其特征在于：其中在步骤6中适量添加的表面活性剂的用量为滤料总重量的0.5％～1.5％。

10.根据权利要求2所述的一种好氧滤料的制备方法，其特征在于：其中在步骤6中适量添加的催化剂的用量为滤料总重量的0.1％～0.5％。

技术总结
本发明的好氧滤料是由黏土、沸石以及碳酸钙为三种主要材料混合烧结而成；制备工艺为首先将黏土、沸石、碳酸钙按照重量比例1:2:2混合均匀，制成混合物；再将混合物放入封闭炉中，经过烧结处理，使其转化为组装体；再对所述组装体进行激光打孔加工；再进行碎片造粒，使其颗粒大小均匀且粘度不受影响；再碎片造粒后的组装体进行一定比例的稻米覆盖，形成蚂蚁窝形小孔，增强吸附、过滤、降解和触媒作用；最后加入适量的表面活性剂和催化剂，实现对滤料中的污染物进行催化氧化移除回收，以及对后处理水生物中间代谢产物的生态循环。

技术研发人员：吉康宁,董乔红,任国庆,陈后兴,邱根萍,杨鸿岭,徐传航,肖建林
受保护的技术使用者：江西挺进环保科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15