曝气生物滤池轻质滤料及其制备方法技术

本发明专利技术属于污水处理技术领域，公开了一种曝气生物滤池轻质滤料，该滤料为球形或椭球形，其粒径为2mm～8mm、表观密度为0.04g/㎝3～0.15g/㎝3。本发明专利技术的滤料具有比表面积大、亲水性强、持水量高、纳污量大、易反冲洗、反冲洗耗水量低、机械强度高、耐负荷冲击能力强、使用寿命长等优点，还可有效地利用滤池的空间，节省滤池建设成本，对COD和氨氮的处理能力强。本发明专利技术还公开了这种轻质滤料的制备方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用作污水处理填料的滤料及其制备方法，尤其是一种用于曝气生物滤池的滤料及其制备方法。
技术介绍
曝气生物滤池(BAF)是将生物接触氧化法与给水过滤相结合的一种好样生物膜法废水处理工艺，属于生物过滤技术，它主要是利用填料的拦截和填料上生物膜的生物降解双重作用将污染物加以去除。在曝气生物滤池处理污水工艺中，目前用于制作滤料的主要材料有活性炭、石英砂、陶粒及沸石等无机硬性材料和聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、PVC等有机硬性材料。理想的曝气生物滤池轻质滤料一般应当具备比较大比表面积、粗糙的表面、较强的机械强度等优良的物理性能，以及较佳的生物亲和性和稳定性。陶粒滤料主要以粘土为主要原料，需要消耗大量的粘土资源，不利于生态平衡和资源的有效利用，并且使滤料的成本较高，反冲洗耗能大耗时长。而现有的高分子材料滤料存在挂膜速度、挂模量及膜与滤料的紧密度方面存在不足，COD及氨氮去除率有待提高。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种用于曝气生物滤池的轻质滤料，其具有比表面积大、亲水性强、持水量高、纳污量大、易反冲洗、反冲洗耗水量低、机械强度高、耐负荷冲击能力强、使用寿命长等优点。本专利技术还提供了制备这种轻质滤料的方法。本专利技术采用的技术方案是一种曝气生物滤池轻质滤料，所述滤料为球形或椭球形，其粒径为2mm 8mm、表观密度为0. 04g/ cm 3 0. 15g/ cm 3。其中表观密度是指滤料在自然状态下，单位体积的干质量(含水量< 0. 1%)，体积是滤料实体积与滤料闭口孔隙体积之和，即不包括与外界连通的开口孔隙体积。优选的，所述滤料为有机高分子材料经微孔发泡制成，所选用的有机高分子材料为疏水性材料，优选硬质塑料。优选的，所述有机高分子材料为聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯或者聚氯乙烯。作为进一步改进，所述滤料表面为粗糙表面。更优的，所述滤料表面具有微小突起或者微小条纹，突起或条纹的高度为10 500微米。较佳的，所述微小突起或微小条纹均布于所述滤料表面。本专利技术的曝气生物滤池轻质滤料的制备方法，包括如下步骤将有机高分子材料经微孔发泡并注塑成型球形或椭球形滤料，通过调节发泡倍率使所述滤料的表观密度达到 0. 04g/ cm 3 0. 15g/ cm 3。微孔发泡注塑工艺可采用现有的方法，如化学发泡工艺，发泡倍率可通过改变发泡剂的加入量、注塑温度、注塑压力、螺杆转速和模具温度来调节。有机高分子材料中还可加有抗氧化剂和紫外线吸收剂，以增强滤料的耐老化性能。作为进一步的改进，所述制备方法中注塑所采用的模具模腔内表面为粗糙面。更佳的，所述注塑所采用的模具模腔内表面具有微小凹坑或微小凹槽，使得注塑成型的滤料表面具有微小突起或者微小条纹。作为更进一步的改进，所述制备方法还包括以下步骤将注塑成型好的滤料置于紫外线下照射1 2小时。优选的，所述紫外线波长为200nm 400nm、辐照温度为60V 75 °C。本专利技术的曝气生物滤池轻质滤料具有以下技术效果1、本专利技术的滤料在自然状态下，滤料在水中处于漂浮状态，在实际运用于曝气生物滤池时，滤料在上升水流与上层挡板的共同挤压下，形成相对密实的滤料层，滤料之间的空隙大大减小，并且在滤池中不需要承托层的支持，减少了承托层的空间，有效地利用了滤池的空间，节省滤池建设成本；与使用其他滤料相比，提高了生活污水处理效果，减少了反冲洗水量和时间、反冲洗更加的快捷方便，并且使用该种滤料的出水水质较好，在进水平均浓度为260mg/L时，COD平均去除率为70_80%，出水平均浓度为42_50mg/L ；NH3-N平均去除率为 70-80%,出水平均浓度为3-5mg/L，出水满足污水排放GB18918-2002 —级A标准。2、大量的试验证明，与现有的有机高分子滤料相比，在相同的滤层高度下，本专利技术滤料由于压实状态好、对微生物絮体的截留作用较强、硝化菌不易流失、气水分布均勻而对 COD和氨氮的处理能力更强。3、采用发泡工艺制得的本专利技术的滤料，其表面有微小的孔隙，微生物在微小孔隙上面更容易附着，附着也更牢固，而且，增加了微生物量，更加有利于处理水体中的污染物， 出水水质较现有的其他滤料更好，挂膜时间也缩短了 ；再有就是在反冲洗过程中，由于生物膜附着牢固不容易被冲脱、具有更强的耐负荷冲击能力，有利于反冲洗后出水水质的恢复。 表面具有微小突起或微小条纹的滤料，其生物附着能力进一步提高，比表面积也更大。附图说明图1是本专利技术曝气生物滤池轻质滤料处于正常运行状态时的示意图； 图2是本专利技术曝气生物滤池轻质滤料处于反冲洗运行状态时的示意图3是本专利技术曝气生物滤池轻质滤料与普通高分子滤料挂膜期间COD去除率对比图； 图4是本专利技术曝气生物滤池轻质滤料与普通高分子滤料挂膜期间氨氮去除率对比图。具体实施例方式参看图1，示出了本专利技术的滤料2用于上向流曝气生物滤池1时的正常运行状态， 生物滤池1上部设置有挡板3，进水4和进气5自生物滤池1底部进入生物滤池1的填料区，滤料2在上升水流、气流与上层挡板的共同挤压下，形成相对密实的滤料层，增加了滤池1本身的纳污能力，处理后的水经生物滤池1顶部的出水口 6排出。曝气生物滤池(BAF)运行一段时间后，截留的SS和生物膜厚度增加，需要进行反冲洗。参看图2，示出了本专利技术的滤料2用于上向流曝气生物滤池1时的反冲洗运行状态， 此时关闭生物滤池1顶部的出水口 6，反冲洗进水7自生物滤池1顶部进入，通过挡板3自上而下向滤料层流动，与自生物滤池1底部进入的反冲洗进气8共同作用将滤料2膨胀开， 整个反冲洗过程冲刷脱落的生物膜和SS通过生物滤池1底部的反冲洗出水9排出。本专利技术的滤料2是经大量的试验筛选出来的，反冲洗时其膨胀度较陶粒滤料和普通的高分子滤料更大，反冲洗的水耗、能耗更低，且冲洗彻底、效果好。实施例1将聚苯乙烯(PS)经发泡注塑成型球形滤料，粒径为3 4mm，表观密度为0. 14g/cm3。 表观密度可以采用以下方法测量取容积为IL烘干至恒重的广口瓶一个，称重为W1 ；将待测滤料置于干燥器中于23°C下干燥24小时以上，然后将干燥滤料装满广口瓶，称重为W2 ； 再在广口瓶中注满水，擦干瓶子外壁的水，称重为W3 ；将广口瓶中的滤料全部倒出，注满水擦干外壁，称重为W4。滤料的表观密度按下式计算^W2-W1V(W4-WfW2-W1)] ·1β/αιι3。将所制得的滤料与普通高分材料滤料进行亲水试验，其结果见表1、表2 1滤料浸没含水皋迷ε寸同变化表权利要求1.一种曝气生物滤池轻质滤料，所述滤料为球形或椭球形，其特征在于所述滤料的粒径为2mm 8mm、表观密度为0. 04g/ cm 3 0. 15g/ cm 3。2.根据权利要求1所述的曝气生物滤池轻质滤料，其特征在于所述滤料为有机高分子材料经微孔发泡制成。3.根据权利要求2所述的曝气生物滤池轻质滤料，其特征在于所述有机高分子材料为聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯或者聚氯乙烯。4.根据权利要求1、2或3所述的曝气生物滤料，其特征在于所述滤料表面具有微小突起或者微小条纹。5.根据权利要求4所述的曝气生物滤池轻质滤料，其特征在于所述微小突起或微小条纹均布于所述滤料表面。6.一种曝气生物滤池轻质滤料的制备方法，其特征在于所述制备方法包括如下步骤将有机高本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种曝气生物滤池轻质滤料，所述滤料为球形或椭球形，其特征在于：所述滤料的粒径为２ｍｍ～８ｍｍ、表观密度为０．０４ｇ／㎝３～０．１５ｇ／㎝３。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：董文艺，谭海燕，刘文苏，王珍珠，李宗伟，李继，王宏杰，李婷，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：94