专利名称：一种废污水处理用的颗粒滤料及其制备方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种废污水处理用的颗粒滤料及其制备方法和装置，属于水处理技术 领域。
背景技术：
一般的废污水处理中，有机物、氮和磷等的去除方法有物理化学方法和生物学方 法。废污水中存在的氮在废污水处理系统中产生硝化反应，因而设置了进行脱氮反应的反 应槽，根据生物学的方法，有机氨氮硝化反应后还原出氮气。这种生物学的硝化/脱氮方法 在像浸出水或家畜废水这样含有高浓度的有机物质并含氨氮的污废水的处理中也可以适 用。硝化反应槽中硝化反应进行的同时去除了有机物和磷，脱氮反应槽中根据微生物进行 了脱氮反应。这时，微生物在颗粒滤料中以吸附的状态投入到脱氮反应槽内跟废污水接触。 上述微生物吸附用的颗粒滤料应在废·污水中尽量不被腐蚀、变形，有适当的强度，尽量吸 附，生长更多的微生物，这样比表面积才会大，根据水流缓缓流动形成适当的比重。与微生物吸附用的颗粒滤料相关的文献主要有韩国专利公告号码第95-2547号 及韩国专利公开号码第10-2002-8233号，其中的颗粒滤料是以废合成树脂为主要材料，与 石粉、活性炭、塑料等辅助材料混合成型的微生物接触滤料。但是已经公开的这些以合成树 脂作为表面主要材料的颗粒滤料，没有为微生物的吸附成长提供充分的表面积。另一方面， 其制备过程中把初期的原料投入到压出机压出成型后，为了防止滤料之间的再次接触采用 水冷方式进行急速冷却，使得比表面积变小，而且原材料中包含的水分在滤料内部形成气 孔，所以造成了强度低的问题。另外，还存在着滤料原料的分布不均一的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种废污水处理用的颗粒滤料及其制备方法和装置。本 发明颗粒滤料的表面吸附了微粉末体，其比表面积增加，微生物的吸附能力提高；而且制备 过程中原料混合均一，可防止滤料内部产生气孔，提高了强度。本发明是这样构成的一种废污水处理用的颗粒滤料，是在颗粒本体表面吸附有 填充剂粉末的颗粒物；按照重量百分比计算，所述颗粒本体是用阳 80%的合成树脂、 10 45%的填充剂和0 31%的沸石粉末制成的。按照重量百分比计算，前述颗粒本体最好是用55 70%的合成树脂、10 14%的 填充剂和20 31%的沸石粉末制成。所述填充剂可赋予颗粒本体适当的比重，防止被废 污水腐蚀、变形，具备适当的强度，并使颗粒本体对污染物质有良好的吸附力。所述的合成树脂为纯合成树脂(即塑料)或废合成树脂。前述废合成树脂为废聚乙烯、废塑料或者废聚乙烯、废塑料的诱导体。所述的填充剂为活性炭和/或沸石和/或无机质粉末。前述无机质粉末为明矾石、石粉、塑料、碳酸钙或氧化镁。以上所述废污水处理用的颗粒滤料的制备方法包括以下步骤
(a)按比例称取合成树脂、填充剂和沸石粉末，投入混合器中混合，并除去各原料 中的水分；(b)将混合物投入压出器融化、压缩；(c)用剪切机将压出器中压出的成型物切断，得到颗粒本体；(d)用喷射器向颗粒本体喷射填充剂粉末，得到颗粒滤料和粉末的混合物；(e)用振动器将颗粒滤料和剩余的填充剂粉末进行震动分离。步骤(a)中混合器内的温度为140 170°C。混合器内的温度不足140°C时，不易 去除原料中的水分，且水分去除时间过长；若混合器内的温度超过170°C，则合成树脂(如 废聚乙烯)会溶化。步骤(b)中压出器内的温度为230 280°C。步骤(e)中分离出来的填充剂粉末送入喷射器中回收利用。按上述方法制备废污水处理用的颗粒滤料的装置，由混合器、压出器、剪切机、喷 射器和振动器依次组合而成。其中剪切机与压出器的物料出口相连接，喷射器的喷口设置于剪切机的物料出口 的上方或者喷射器为可移动设置。混合器中设有搅拌装置和热供给装置。所述搅拌装置由发动机驱动；热供给装置设置在混合器本体外部裙带上，含有电 器发热体。压出器中设有移送压出螺旋和加热器。移送压出螺旋由发动机驱动；压出器的一侧上端设有供原料投入的送料斗。剪切机由发动机驱动，并装有一个以上的刀片。振动器的底板由接触部分、粉末排出部分和颗粒滤料排出部分构成；粉末排出部 分和颗粒滤料排出部分均设有多个孔，粉末排出部分的孔径比颗粒滤料的最小直径小且大 于粉末的最大粒径，颗粒滤料排出部分的孔径大于颗粒滤料的最大直径。振动器的底板也可以由接触部分、颗粒滤料捕集箱和粉末排出孔构成；粉末排出孔 设置于颗粒滤料捕集箱的内部，其孔径大于粉末的最大粒径并小于颗粒滤料的最小直径。本发明所制备的颗粒滤料可具有多种形状，颗粒大小根据使用目的和用途也可以 多样化；其真比重为1 1.观，表比重为0. 45 0. 60kg/L,随着水流缓缓的流动，不会出现 滤料的停滞现象，对营养盐、有机物及悬浮物等污染物质有良好的吸附力。与现有技术相比，本发明以合成树脂为主要原料制成的颗粒滤料表面有活性炭、 沸石等粉末的吸附，其比表面积增加(达数十倍)，为微生物的吸附生长提供了充分的表面 积，微生物的吸附能力明显提高，废污水处理效率增加；活性炭、沸石等粉末还可防止颗粒 滤料的制备过程中颗粒本体间的再粘结，压出的成型物可经过空气冷却方式自然冷却，有 利于比表面积的增加。而且，其制备过程中原料混合均一，同时去除了各种原料所含的水 分，可防止颗粒滤料的内部产生气孔，提高了强度；并对表面吸附剩余的粉末进行分离后再 利用，降低了制造成本，减少了环境污染。
图1是本发明实施例1所制得的圆柱状颗粒滤料部分剪切的结构视图2是本发明实施例1所述制备颗粒滤料的装置的截面示意图；图3是本发明实施例17所述制备颗粒滤料的装置的部分截面示意图；实施例1 废污水处理用的颗粒滤料的制备方法，包括以下步骤(a)称取废聚乙烯60Kg、活性炭IOKg和沸石粉末30Kg，投入混合器100中混合； 由于投入的原料含有一定量的水分，水分在制成的颗粒本体12内部易形成气孔，使其强度 变低，为了除去各原料中的水分，通过调节热供给装置140使混合器100内的温度维持在 150 160 。(b)将在混合器100中预热及混合后的混合物投入压出器200中融化、压出成型； 为使原料中的合成树脂(废聚乙烯)溶化，通过调节加热器240使压出器200内的温度维 持在230 280°C。(c)用剪切机300将压出器200中压出的成型物切断，得到颗粒本体12 ；根据颗粒 滤料的不同用途，通过调节压出物的压出速度和剪切机刀片的回转速度，可调节颗粒本体 12的大小。(d)用喷射器400向颗粒本体12喷射沸石粉末15，得到颗粒滤料10和沸石粉末 15的混合物；颗粒本体12从剪切机300排出后，还略有粘性，因此不需借助另外的手段，即 可使沸石粉末15吸附在颗粒本体12表面。沸石粉末15不仅使颗粒滤料10的比表面积 增加，还有效防止了颗粒本体12之间的粘结。(e)将颗粒滤料10和剩余的沸石粉末15移送到振动器500中进行充分接触和震 动分离；颗粒滤料10和沸石粉末15在接触部分520进行接触及震动后，持续向振动器500 的纵向移动，沸石粉末15通过粉末排出孔5M分离，颗粒滤料10用颗粒滤料捕集箱552收 集分离。分离出来的沸石粉末15送入喷射器400中回收利用。所制得的颗粒滤料10为圆柱状，其颗粒大小、真比重、表比重、比表面积详见表2。制备该颗粒滤料的装置(见图幻由混合器100、压出器200、剪切机300、喷射器 400和振动器500依次组合而成，其中剪切机300与压出器200的物料出口相连接，喷射器 400与剪切机300内置在一个箱子里，且其喷口设置于剪切机300的物料出口的上方。混合 器100中设有搅拌装置120和热供给装置140。搅拌装置120由发动机(M)驱动；热供给 装置140设置在混合器100本体外部裙带上，含有电器发热体。压出器200中设有移送压 出螺旋220和加热器M0。移送压出螺旋220由发动机(M)驱动，可促使原料进行再次混 合，以达到混合均一的目的；压出器200的一侧上端设有供原料投入的送料斗210。剪切机 300由发动机(M)驱动，并装有三个刀片。振动器500的底板由接触部分520、颗粒滤料捕 集箱552和粉末排出孔5M构成；接触部分520为平板(无孔)，粉末排出孔5M设置于颗 粒滤料捕集箱阳2的内部，其孔径大于沸石粉末15的最大粒径并小于颗粒滤料10的最小 直径。实施例2 称取废聚乙烯60Kg、活性炭20Kg和沸石粉末20Kg，采用与实施例1同 样的制备方法和装置制备废污水处理用的颗粒滤料。实施例3 称取废聚乙烯60Kg、活性炭30Kg和沸石粉末10Kg，采用与实施例1同 样的制备方法和装置制备废污水处理用的颗粒滤料。实施例4 称取废聚乙烯70Kg、活性炭IOKg和沸石粉末20Kg，采用与实施例1同 样的制备方法和装置制备废污水处理用的颗粒滤料。
实施例5 称取废聚乙烯70Kg、活性炭15Kg和沸石粉末MKg，采用与实施例1同 样的制备方法和装置制备废污水处理用的颗粒滤料。实施例6 称取废聚乙烯80Kg、活性炭IOKg和沸石粉末10Kg，采用与实施例1同 样的制备方法和装置制备废污水处理用的颗粒滤料。实施例7 称取废聚乙烯80Kg、活性炭15Kg和沸石粉末^(g，采用与实施例1同样 的制备方法和装置制备废污水处理用的颗粒滤料。实施例8 除步骤(d)中用活性炭粉末代替沸石粉末外，采用与实施例1相同的方 法和装置制备废污水处理用的颗粒滤料。实施例9 除步骤(d)中用活性炭粉末代替沸石粉末外，采用与实施例2相同的方 法和装置制备废污水处理用的颗粒滤料。实施例10 除步骤(d)中用活性炭粉末代替沸石粉末外，采用与实施例3相同的 方法和装置制备废污水处理用的颗粒滤料。实施例11 除步骤(d)中用活性炭粉末代替沸石粉末外，采用与实施例4相同的 方法和装置制备废污水处理用的颗粒滤料。实施例12 除步骤(d)中用活性炭粉末代替沸石粉末外，采用与实施例5相同的 方法和装置制备废污水处理用的颗粒滤料。实施例13 除步骤(d)中用活性炭粉末代替沸石粉末外，采用与实施例6相同的 方法和装置制备废污水处理用的颗粒滤料。实施例14 除步骤(d)中用活性炭粉末代替沸石粉末外，采用与实施例7相同的 方法和装置制备废污水处理用的颗粒滤料。实施例15 称取废聚乙烯80Kg、活性炭IOKg和塑料10Kg，采用与实施例14同样 的制备方法和装置制备废污水处理用的颗粒滤料。实施例16 称取废聚乙烯80Kg、活性炭15Kg和塑料^(g，采用与实施例14同样的 制备方法和装置制备废污水处理用的颗粒滤料。比较例 1 :ceramics 产品。比较例2 用废聚乙烯60Kg、沸石30Kg和活性炭IOKg按现有技术制成的产品(颗 粒表面无粉末吸附)。将实施例1-16所制得的颗粒滤料以及比较例1、比较例2颗粒滤料的组成列于下 表1中表1颗粒滤料的组成权利要求
1.一种废污水处理用的颗粒滤料，其特征在于它是在颗粒本体(1 表面吸附有填充 剂粉末(1 的颗粒物；按照重量百分比计算，所述颗粒本体(1 是用阳 80%的合成树 脂、10 45%的填充剂和0 31%的沸石粉末制成的。
2.按照权利要求1所述废污水处理用的颗粒滤料，其特征在于按照重量百分比计算， 所述颗粒本体(12)是用55 70%的合成树脂、10 14%的填充剂和20 31%的沸石粉 末制成的。
3.按照权利要求1或2所述废污水处理用的颗粒滤料，其特征在于所述的合成树脂 为纯合成树脂或废合成树脂；所述的填充剂为活性炭和/或沸石和/或无机质粉末。
4.按照权利要求3所述废污水处理用的颗粒滤料，其特征在于所述的废合成树脂为 废聚乙烯、废塑料或者废聚乙烯、废塑料的诱导体；所述的无机质粉末为明矾石、石粉、塑 料、碳酸钙或氧化镁。
5.如权利要求1-4中任一项所述废污水处理用的颗粒滤料的制备方法，其特征在于 包括以下步骤(a)按比例称取合成树脂、填充剂和沸石粉末，投入混合器(100)中混合，并除去各原 料中的水分；(b)将混合物投入压出器(200)融化、压缩；(c)用剪切机(300)将压出器Q00)中压出的成型物切断，得到颗粒本体(12)；(d)用喷射器G00)向颗粒本体(1 喷射填充剂粉末(15)，得到颗粒滤料和粉末的混 合物；(e)用振动器(500)将颗粒滤料和剩余的填充剂粉末进行震动分离。
6.按照权利要求5所述废污水处理用的颗粒滤料的制备方法，其特征在于步骤(a) 中混合器(100)内的温度为140 170°C ；步骤(b)中压出器Q00)内的温度为230 2800C ；步骤(e)中分离出来的填充剂粉末送入喷射器G00)中回收利用。
7.用权利要求5或6所述方法制备废污水处理用的颗粒滤料的装置，其特征在于由 混合器(100)、压出器(200)、剪切机(300)、喷射器(400)和振动器(500)依次组合而成。
8.按照权利要求7所述制备废污水处理用的颗粒滤料的装置，其特征在于剪切机 (300)与压出器Q00)的物料出口相连接，喷射器G00)的喷口设置于剪切机(300)的物料 出口的上方或者喷射器G00)为可移动设置；混合器(100)中设有搅拌装置(120)和热供 给装置(140)；压出器O00)中设有移送压出螺旋O20)和加热器O40)；剪切机(300)由 发动机驱动，并装有一个以上的刀片。
9.按照权利要求8所述制备废污水处理用的颗粒滤料的装置，其特征在于所述搅拌 装置(120)由发动机驱动；热供给装置(140)设置在混合器(100)本体外部裙带上，含有电 器发热体；移送压出螺旋O20)由发动机驱动；压出器Q00)的一侧上端设有供原料投入 的送料斗(210)。
10.按照权利要求7所述制备废污水处理用的颗粒滤料的装置，其特征在于振动器 (500)的底板由接触部分(520)、粉末排出部分(MO)和颗粒滤料排出部分(560)构成，粉 末排出部分640)和颗粒滤料排出部分(560)均设有多个孔，粉末排出部分(540)的孔径 比颗粒滤料的最小直径小且大于粉末的最大粒径，颗粒滤料排出部分(560)的孔径大于颗 粒滤料的最大直径；或者振动器(500)的底板由接触部分(520)、颗粒滤料捕集箱(552)和粉末排出孔654)构成；粉末排出孔(554)设置于颗粒滤料捕集箱(55 的内部，其孔径大 于粉末的最大粒径并小于颗粒滤料的最小直径。
全文摘要
本发明公开了一种废污水处理用的颗粒滤料及其制备方法和装置。它是在颗粒本体(12)表面吸附有填充剂粉末(15)的颗粒物；按照重量百分比计算，所述颗粒本体(12)是用55～80％的合成树脂、10～45％的填充剂和0～31％的沸石粉末制成的。本发明制成的颗粒滤料表面有填充剂粉末的吸附，其比表面积增加，微生物的吸附能力提高，废污水处理效率增加；填充剂粉末还可防止制备过程中颗粒本体间的再粘结，压出的成型物可经过空气冷却方式自然冷却，有利于比表面积的增加。而且，制备时原料混合均一，同时去除了水分，可防止颗粒滤料内部产生气孔，提高了强度；并对表面吸附剩余的粉末进行分离后再利用，降低了成本，减少了环境污染。
文档编号B01D39/04GK102050517SQ20091030951
公开日2011年5月11日 申请日期2009年11月10日 优先权日2009年11月10日
发明者虞建忠 申请人:虞建忠