[发明专利]农村污水处理系统免烧结生料球填料、制备及养护方法

说明书

本发明公开了一种农村污水处理系统免烧结生料球填料、制备、养护方法和应用；包括：粉煤灰50‑60％、脱水污泥10‑20％、水泥20‑30％、氧化钙5‑8％、乙酸铵1‑2％、硅酸钠3‑5％、三乙醇胺0.04‑0.06％；采用免烧结工艺制备生料球填料；得到的生料球填料依次经过常温养护、高温蒸汽养护、喷水养护及成品制作无效效率优异的填料产品，并将其应用于BAF系统中，在稳定期对COD和NH₃‑N的去除率可分别稳定在84％和71％。总之本发明目以粉煤灰为主要原料，加入水泥和脱水污泥，并以氧化钙为辅助激发剂，乙酸铵作为增孔剂，增大填料的比表面积，且生料球填料具有较高的孔隙率，较大的比表面积和适中的强度，具有优异的性能。

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，更具体的说是涉及一种农村污水处理系统免烧结填料、制备及养护方法和应用。

背景技术

农村污水是指农村地区居民在生活和生产过程中形成的污水，包括生产污水和生活污水。其中生活污水是指居民生活过程中厕所、洗浴、日常洗护和厨房等产生的废水；生产污水是指畜牧养殖业、农产品加工等产生的废水。

农村污水一般产生量小、污水排放不连续、污染物浓度低、变化大，含有一定的N、P等物质。

因具有处理效果好、单位体积填料的生活微生物量大、抗冲击负荷能力强、无污泥膨胀和运行管理方便等优点，生物膜法处理系统在农村污水处理中有广泛的应用。填料作为微生物附着和生长的载体，是生物膜法污水处理系统的核心组件，直接影响污水污染物的去除效率。填料作为相对固定相，为气、液、微生物三相提供接触面，通过切割水流和气泡来促进气液传质，在维持活性生物量和微生物种群多样性、提高系统处理效率、降低运行成本方面至关重要，直接影响和制约着生物膜系统的处理效果、基建投资和运行周期等。

目前国内外在生物膜处理系统中应用较多的为无机填料，且目前应用到污水处理无机填料大多采用烧结工艺制备而成，烧结工艺在早期通常应用于建材行业轻骨料的生产，其原理是原料在高温(1000～1200℃)条件下软化并产生一定的黏度，使其自身在外力作用下可以呈流态，与此同时，在原料体系中加入一定量的造孔剂和助融剂，则可在高温条件下产生气体并形成一定的内气压，使得软化的坯体内部发生膨胀并形成孔洞，同时在骨料表面生成坚硬的玻璃化釉质层。但是烧结工艺制备的无机填料具有耗能大、成本高的缺点，且高温下填料表面易于结釉，不利于增加其比表面积，限制了微生物附着量。且，烧结过程涉及热解、汽化、裂解、氧化、还原等多种复杂的热力学过程，会产生热化学有害气体。生产无机填料的主要原料粘土是宝贵的土地资源，其损失从长远来看可能严重威胁到农业的可持续发展。

因此，寻求一种新型的污水处理系统填料及制备方法对未来发展至关重要。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种农村污水处理系统免烧结生料球填料、制备及养护方法；首先采用免烧结工艺制备，不需要高温工艺、节省能耗，避免生产过程产生的一系列热化学反应产物污染大气；其次本发明方法条件温和，填料强度逐渐强化，避免填料中微孔的产生，增大填料比表面积、微孔和表面吸附位点明细的增多，填料表面粗糙度增大，利用气液传质及微生物挂膜和生化反应，从而提高污水污染物的去除效率。

为了实现上述效果，本发明目的之一提供了一种农村污水处理系统免烧结生料球填料，具体包括如下重量比原料：

粉煤灰50-60％、脱水污泥10-20％、水泥20-30％、氧化钙5-8％、乙酸铵1-2％、硅酸钠3-5％、三乙醇胺0.04-0.06％。

采用上述技术方案的有益效果是：本发明设计的生料球填料以粉煤灰和脱水污泥为原料，不仅可实现固废资源化综合利用的目的，还具有显著的经济效益和社会效益，且粉煤灰和脱水污泥中含有多种无机物，具有制备轻质填料的潜力，二者的加入可部分代替粘土，降低土地资源的使用量。

进一步，本发明采用水泥作为粘结剂，再加以氧化钙和乙酸铵等外加剂，使获得填料具有较高的孔隙率，较大的比表面积和适中的强度。