[发明专利]一种煤渣球

说明书

技术领域

本发明属于水质净化技术领域，具体涉及一种煤渣球及其制备方法和应用。 

背景技术

煤炭在我国是主要的能源，火力发电厂、民用锅炉以及工业和其他燃煤设备，每年都有大量煤渣排出。煤渣的长期堆放会占用土地，污染环境，若不加以利用将会严重浪费国土资源，对人类生产、生活构成严重威胁。通常人们将煤渣作为填沟造地的材料，导致煤渣的利用率非常有限。近年来，发展起来的水泥混合材料，清混凝土骨料等建筑材料的使用，虽然进一步提高了煤渣的利用率，但我国煤渣仍存在大面积堆积的环境问题。

在水处理中，越来越多地将煤渣作为载体填料，对BOD、COD、SS均达到有效的去除。但是煤渣投放到自然水体中，由于其中含有铝、镉、铜、砷、汞、铬、铅等有害金属直接投入水体，会引起待处理水体的二次污染。 

当前水质净化中的填料主要包括以无机陶粒、石英砂为材质的粒状材料，以陶瓷、石墨、塑料、金属材料为材质的不规则多孔材料，以玻璃钢、塑料为材料的蜂窝状或波纹状填料和以粘土为材料添加膨胀剂高温烧制的球形轻质陶粒。其中粒状填料，具有表面粗糙，易于微生物附着，截留悬浮物的能力强的优点，但是阻力大、易于阻塞。不规则多孔填料，具有结构简单、价格低廉的优点，但是流体分布不均。蜂窝状或波纹状填料，具有质轻、孔隙率高、强度高、防腐性能好的优点，但是微生物的生长与脱落平衡不易控制，难以得到均一的流速。球形轻质陶粒，具有高强度、大孔隙率、大比表面积、密度适宜、较好的化学稳定性、较强的生物附着性，主要缺点是能耗高、制备成本高，难以大面积的广泛使用。 

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种煤渣球，以及该一种煤渣球的制备方法及利用该煤渣球作为新型水质净化材料的应用；以进一步缓解煤渣的堆积问题，而且可以克服已有填料的技术不足。 

本发明的煤渣球的制备方法，包括如下的步骤： 

1）煤渣的预处理 

首先将煤渣用盐酸溶液进行浸泡处理，再将煤渣用水进行清洗，直至煤渣清洗液的PH值为6.9～7，然后将煤渣风干； 

2）有机粘合剂PVA的改性 

首先将PVA加入到水中，在沸水中加热至完全溶解后，冷却至80～85℃后加入丁二醇，在密闭条件下搅拌均匀后冷却至室温，即得改性PVA胶； 

3）煤渣的成球操作 

将步骤1）处理过的煤渣和步骤2）改性过的PVA胶放入成球盘，制成直径6cm～8cm煤渣球。 

上述的步骤2）中PVA加入到水中的终浓度质量体积百分比为7%；加入的丁二醇的质量体积百分比浓度为1.25%。 

本发明制备的煤渣球用于水质净化，其使用方法如下：首先将煤渣球放入水中致球体膨胀后，再投入水体中使用。 

本发明将处理过的煤渣用有机粘合剂PVA制成的煤渣球，无有毒有害物质溶出，是一种新型的环境友好型的填料。不仅价格低廉，机械强度高，防腐性能强，比表面积大，具有较好的化学稳定性，易于微生物附着，不易阻塞，易于控制，可以实现再生、重复利用。本发明制得的煤渣球水质净化材料，对水体中肉眼可见的悬浮物、COD、NH₄⁺-N具有明显的吸附去除效率，亦可作为水质净化中生物挂膜的载体，应用非常广泛。 

具体实施方式

本发明选用煤渣作为水质净化的材料，充分利用了煤渣具有蜂窝状细孔，比表面积大，透水性好的优点，而且实现了废弃物的二次利用。煤渣经过预处理后，煤渣中铝、镉、铜、砷、汞、铬、铅等有害金属均得到有效去除，处理后煤渣浸出液中，Al<0.000ppb Cr<0.000ppb Cu<0.000ppb As5.912E-01ppb Cd 3.043E-02ppb Pb<0.000ppb，有害金属的含量均满足地表水金属含量的要求，当用于地表水体的水质净化，可避免地表水体二次污染的发生。同时煤渣的比表面积变大，由原来的3.4607-6.9770（㎡／g）增加到7.7081-14.440（㎡／g），吸附性能得到明显的增强。选用PVA作为有机粘合剂，PVA的生物毒性小，但是易溶于水，用丁二醇改性后，得到改性PVA胶，不仅克服了溶于水的问题，而且改性PVA胶，生物毒性小，对煤渣粘性强，机械强度大，抗冲击力强，价格低廉，来源广泛，被认为是最有效的生物材料固定剂之一。 

下面通过实施例对本发明作进一步详细说明。 

实施例1