一种陶粒的制备方法及其应用技术

一种陶粒的制备方法及其应用，将凹凸棒土、铝盐或者铁盐、造孔剂与水混合，造粒成球后进行烧结，得到陶粒。本发明专利技术得到的陶粒，因为其中的铝盐或铁盐可以和水中各种形态的磷酸盐形成溶或者不溶性的磷酸盐而被去除，凹凸棒土具有较好的吸附交换能力与铝盐、铁盐协同作用可以更好的去除水体中的总磷，且凹凸棒土矿物丰富，价格低廉，操作简单，对设备要求低，制得的陶粒对水体中磷的去除性能好，适合工业化大规模生产。陶粒对生活污水中的氮磷具有良好的处理效果将其应用于人工湿地系统中将会发挥更大效益。

A preparation method of ceramsite and its application

A preparation method and application of ceramsite, which mixes attapulgite, aluminium salt or iron salt, pore-forming agent and water, granulates into pellets and sinters to obtain ceramsite. The ceramsite obtained by the invention can be removed because the aluminium salt or iron salt can form soluble or insoluble phosphate with various forms of phosphate in water. Attapulgite has better adsorption and exchange ability and can better remove total phosphorus in water by synergistic action with aluminium salt and iron salt. Attapulgite is rich in minerals, cheap in price, simple in operation, low in equipment requirements and preparation. The obtained ceramisite has good phosphorus removal performance in water and is suitable for large-scale industrial production. Ceramsite has a good treatment effect on nitrogen and phosphorus in domestic sewage, and it will play a greater role in constructed wetland system.

【技术实现步骤摘要】
一种陶粒的制备方法及其应用
本专利技术属于水污染控制
，具体涉及制备一种陶粒的制备方法及其应用。
技术介绍
人工湿地的主要研究方向则是湿地基质，湿地基质研究了沙石、沸石、粉煤灰、矿渣、无烟煤、页岩、蛭石、陶瓷滤料、砾石、钢渣、生物陶粒等天然或者废料等对废水的处理效果。不同的基质材料吸附和处理污水中目标污染物的能力有很大差别，在材料的选择方面都是基于“以废治废、变废为宝、经济环保”等原则，并根据材料各自的性能和成本通过科学配比来达到最佳，最经济的污水处理效果。农村生活污水污染来源主要是农村生活用水乱排乱放，这些污水直排入河流，使得氮、磷含量高特别是磷含量较高，这些给水体带来很严重的污染。对于城市生活污水可以统一收集排入市政管网进行处理，而对于农村生活污水却无法进行统一收集处置，农村的地形广阔，住户分散，更关键的一点是农村生活污水的流量波动较大，且没有排放规律，很难进行统一化管理。所以势必要因地制宜，而针对农村分散型生活污水处理的案例已有不少，但基于生态考虑和农村原始生态的安逸，静谧，所以要选择适宜的污水处理工艺及设施。农村生活污水中主要的去除目标是氮、磷等，氮、磷过量话，很容易造成水体富营养化，导致藻类等疯狂生长，消耗水体大量的溶氧氧，使鱼虾窒息死亡，严重破坏水体生态环境。而选用人工生态湿地单元对农村生活污水进行处理，不仅从根本解决了污染的问题，同时对原生态的农村起到一定的保护和美化作用。所以利用人工生态湿地单元对农村生活污水进行处理，已成为一种新的、适宜的方法。人工生态湿地单元污水处理系统是人为设计的半生态污水处理系统，通常是在一定长宽比及地面坡度的洼地上由沙石、煤渣、废弃矿物等混合成的填料床和在床体上种植具有一定处理性能、成活率高、抗水性强、生长周期长、美观且具有经济价值的挺水植物，以及在水中、填料中生存的动物、微生物所组成的独特生态环境，污水流经床体表面和床体填料缝隙时，通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解等实现对污水的高效净化。从生态角度上看，人工生态湿地单元系统具有强大的生物修复能力，不仅能保护水资源，调节气候，而且能吸收二氧化硫、氮氧化物等有毒有害气体。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种陶粒的制备方法及其应用，该制备方法操作简单，凹凸棒土资源丰富，价格低廉，与铝盐或铁盐复配制得的陶粒去除性能好。为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：一种陶粒的制备方法，包括以下步骤：步骤1，向凹凸棒土中加入铝盐或者铁盐后，搅拌均匀，得到混合物A；步骤2，向步骤1得到的混合物A中加入造孔剂，搅拌均匀，得到混合物B；步骤3，将步骤2得到的混合物B置于成球机中，加入水，成球得到不同粒径的陶粒；步骤4，将步骤3所得的陶粒干燥，预烧，焙烧，得到陶粒。本专利技术进一步的改进在于，凹凸棒土与铝盐的质量比为(1～3):1，凹凸棒土与铁盐的质量比为(1～3):1。本专利技术进一步的改进在于，铝盐为聚合氯化铝或氯化铝。本专利技术进一步的改进在于，铁盐为聚合硫酸铁、三氯化铁或硫酸亚铁。本专利技术进一步的改进在于，造孔剂的加入量为混合物A的质量的1～5％。本专利技术进一步的改进在于，干燥的温度为105℃，时间为1～2h。本专利技术进一步的改进在于，预烧的温度为300℃，时间为10～30min。本专利技术进一步的改进在于，焙烧的温度为400～700℃，时间为3～6h。一种陶粒在去除磷酸根中的应用，在磷酸根浓度为4～6mg/L生活污水水体中加入陶粒，在潮汐流运行条件下吸附去除生活污水中磷酸根，净化水体。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术得到的陶粒，因为其中的铝盐或铁盐可以和水中各种形态的磷酸盐形成溶或者不溶性的磷酸盐而被去除，凹凸棒土具有较好的吸附交换能力与铝盐或铁盐协同作用可以更好的去除水体中的总磷，且凹凸棒土矿物丰富，价格低廉，操作简单，对设备要求低，制得的陶粒对水体中磷的去除性能好，适合工业化大规模生产。陶粒对生活污水中的氮磷具有良好的处理效果，具有较好的去除率，将其应用于人工湿地系统中将会发挥更大效益。进一步的，在300℃进行10～30min的预烧操作，脱去结晶水，确保后续烧结不会炸裂。附图说明图1为本专利技术应用的人工处理单元实用结构图。图中，1-预处理单元、2-第一蠕动泵、2’-第二蠕动泵、3-进水管、4-挺水植物、5-溢流堰、6-中等规格粒径陶粒、7-小规格粒径陶粒、8-大规格粒径陶粒、9-砾石、10-穿孔管、11-第一取样口、12-二级单元进水口、13-出水管、14-底座架、15-法兰底座、16-人工生态湿地单元基质柱、17、第二取样口、18-沉降大颗粒。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术的陶粒的制备方法，包括以下步骤：步骤1，向凹凸棒土中加入铝盐或者铁盐后，搅拌均匀，得到混合物A；其中，凹凸棒土与铝盐的质量比为(1～3):1，凹凸棒土与铁盐的质量比为(1～3):1。铝盐为聚合氯化铝、氯化铝。铁盐为聚合硫酸铁、三氯化铁或硫酸亚铁。步骤2，向步骤1得到的混合物A中加入造孔剂，搅拌均匀，得到混合物B；造孔剂的加入量为混合物A的质量的1～5％。步骤3，将步骤2得到的混合物B置于盘式成球机中，加入水，造粒得到不同粒径的陶粒；步骤4，将步骤3所得的陶粒干燥，预烧，焙烧，得到陶粒。其中，干燥的温度为105℃，时间为1～2h。预烧的温度为300℃，时间为10～30min。焙烧的温度为400～700℃，时间为3～6h。上述方法制备的陶粒在去除磷酸根中的应用，具体为：在磷酸根浓度为4～6mg/L生活污水水体中加入陶粒，在潮汐流运行条件下吸附去除生活污水中磷酸根，净化水体。参见图1，本专利技术采用人工湿地基质柱对陶粒在去除磷酸根中的测试，人工湿地基质柱包括至少两级人工处理单元，每级人工处理单元包括预处理单元1和人工生态湿地单元。预处理单元1内装有沉降大颗粒18；所述人工生态湿地单元包括人工生态湿地单元基质柱16(即有机玻璃柱)、溢流堰5、不同规格的陶粒、砾石9、进水管3、出水管13、穿孔管10、第一蠕动泵、第二蠕动泵、计时器以及湿地植物(即挺水植物4)；其中，所述不同规格的陶粒作为湿地主体填料，按照陶粒尺寸，以中等规格粒径陶粒6、小规格粒径陶粒7、大规格粒径陶粒8依次从上往下排布在人工生态湿地单元基质柱16内；所述砾石9作为湿地的承托层，即砾石9填装在大规格粒径陶粒8下方，所述第一蠕动泵2的一端接预处理单元1的出水管，另一端接人工生态湿地单元顶部的溢流堰5的进水管3，所述第二蠕动泵2’一端接人工生态湿地单元基质柱16底部的出水管13，另一端接二级湿地基质柱顶部的溢流堰的进水口12；第一蠕动泵与第二蠕动泵2’均连接有计时器装置，计时器装置用于控制两个蠕动泵。人工生态湿地单元基质柱16上侧壁上开设有第二取样口17，穿孔管10上开设有第一取样口11。人工生态湿地单元基质柱16固定在底座架14上，并且通过法兰底座15进行固定。以本专利技术制备的陶粒作为湿地基质柱填料，且按照不同粒径分层排布；陶粒具有微孔结构，不仅可以增大接触面具，更有利于微生物的附着生长。本专利技术的特点还在于，磷酸根为PO43-、HPO42-、H2PO4-中的一种或多种。本专利技术采用的凹凸棒土类似粘土结构，具有良好的成陶性能。本专利技术采用的铝盐和铁盐均可与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种陶粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，向凹凸棒土中加入铝盐或者铁盐后，搅拌均匀，得到混合物A；步骤2，向步骤1得到的混合物A中加入造孔剂，搅拌均匀，得到混合物B；步骤3，将步骤2得到的混合物B置于成球机中，加入水，成球得到不同粒径的陶粒；步骤4，将步骤3所得的陶粒干燥，预烧，焙烧，得到陶粒。

【技术特征摘要】
1.一种陶粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，向凹凸棒土中加入铝盐或者铁盐后，搅拌均匀，得到混合物A；步骤2，向步骤1得到的混合物A中加入造孔剂，搅拌均匀，得到混合物B；步骤3，将步骤2得到的混合物B置于成球机中，加入水，成球得到不同粒径的陶粒；步骤4，将步骤3所得的陶粒干燥，预烧，焙烧，得到陶粒。2.根据权利要求1所述的一种陶粒的制备方法，其特征在于，凹凸棒土与铝盐的质量比为(1～3):1，凹凸棒土与铁盐的质量比为(1～3):1。3.根据权利要求1所述的一种陶粒的制备方法，其特征在于，铝盐为聚合氯化铝或氯化铝。4.根据权利要求1所述的一种陶粒的制备方法，其特征在于，铁盐为聚合硫酸铁、三...

【专利技术属性】
技术研发人员：王家宏，曹瑞华，郭茹，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61