[发明专利]一种新型自来水厂污泥-生物炭基陶粒滤料

说明书

本发明公开了一种新型自来水厂污泥‑生物炭基陶粒滤料，属于固废污染物资源化再利用技术领域，原料包括自来水厂污泥、柏木粉和钠基膨润土，所述自来水厂污泥与所述钠基膨润土的质量比为(8～12):1，所述柏木粉的质量为所述自来水厂污泥、柏木粉和钠基膨润土总质量的2～4％；本发明采用自来水厂污泥为原料制备滤料，实现了固废污染物资源化再利用，制备的滤料具有多孔结构，有利于为水生生物及微生物提供更大的附着面积，满足其作为生物膜载体等功能；同时，其抗压强度可达70N；在BAF装置开展挂膜启动试验，该材料作为陶粒滤料可以成功挂膜且处理效果稳定，COD去除率可达81.6％，氨氮去除率可达87.9％。

技术领域

本发明属于固废污染物资源化再利用技术领域，具体涉及一种新型自来水厂污泥-生物炭基陶粒滤料。

背景技术

曝气生物滤池(BAF)是一种人工建造和管理控制的、工程化的生态系统，其主要由布气布水区，滤料柱，清水区等构成，其具有处理效能高和深度处理废水效果好等优势。同时，因其基建投资费用低，可小型化、分散化建设，能耗及运行费用低，运行操作简便，国内外研究及应用成熟，效果可靠。

BAF中的滤料作为微生物生长增殖的载体，一定数量的微生物菌群聚集繁殖，形成具有稳定处理效能的生物膜。同时滤料通过自身过滤、吸附等功能也可以达到直接去除污染物的目的。目前BAF滤料主要包括粉煤灰陶粒滤料，砾石，火山岩、聚乙烯等天然或人工合成的滤料。不同滤料处理效果及针对的目标污染物不同，滤料的粒径、比表面积、化学成分组成、机械强度等不同，处理效果均有差异。

随着人们环保意识的增强，自来水厂污泥的处理也越来越受到重视，目前对自来水厂污泥进行处理时大多采用机械或自然干燥脱水法以及焚烧法，采用机械或干燥脱水法制备得到的脱水泥饼一般堆放在地面或填埋，这样不仅会占用大量田地，还会对地表水和地下水造成污染，污泥不但没有得到资源化利用，还会造成二次污染；而采用焚烧法处理，会因成本太高无法承受。因此如何对自来水厂污泥进行妥善处理是亟须解决的问题。

近年来，以自来水厂污泥为原料制备曝气生物滤池的滤料日渐引起人们的关注，但是由于制备得到的滤料抗压强度和过滤效果依然较差而得不到广泛的推广，因此，研究提高以自来水厂污泥为原料制备曝气生物滤池的滤料的抗压强度和过滤效果，对于自来水厂污泥的资源化再利用具有重要意义。

发明内容

为解决现有技术中的上述问题，本发明提供了一种新型自来水厂污泥-生物炭基陶粒滤料。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

本发明提供了一种新型自来水厂污泥-生物炭基陶粒滤料，原料包括自来水厂污泥、柏木粉和钠基膨润土，所述自来水厂污泥与所述钠基膨润土的质量比为(8～12):1，优选为10∶1；所述柏木粉的质量为所述自来水厂污泥、柏木粉和钠基膨润土总质量的2～4％。

进一步地，所述自来水厂污泥、柏木粉和钠基膨润土均经过干燥、粉碎预处理；所述干燥为在110℃下干燥24h，所述粉碎后过100目筛。

进一步地，所述自来水厂污泥中二氧化硅和氧化铝的含量≥60wt％。

本发明所用的自来水厂污泥为添加铝盐或铁盐混凝剂，经机械脱水等步骤后形成的泥饼，总含量高达60％以上的二氧化硅和氧化铝为滤料的骨架成分，该元素组成有利于去除水体的污染物，实现了以自来水厂污泥为原料制备得到生物滤池滤料的可行性，扩宽了其资源化利用面。

本发明同时提供了一种上述所述的新型自来水厂污泥-生物炭基陶粒滤料的制备方法，包括以下步骤：

(1)称取自来水厂污泥、钠基膨润土及柏木粉，混合后加入水，搅拌，得到粘稠状混合物；

(2)将步骤(1)所得粘稠状混合物制备成小球并干燥，之后进行煅烧，即得所述新型自来水厂污泥-生物炭基陶粒滤料。