[发明专利]一种改性曝气生物滤池复合填料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种改性曝气生物滤池复合填料，成分及其重量份为：改性贻贝壳20~30份、改性椰壳生物炭10~20份和珍珠岩50~70份。有益效果为：本发明复合填料集填料截留和生物吸附于一身，具有微生物量大、活性高和传质速率快，挂膜时间短，充分发挥了BAF的物理拦截、化学氧化和生物代谢的共同作用。具有较大的中孔结构、巨大的表面积和复杂而发达的孔隙结构，有很强的物理吸附和化学吸附功能。填料与填料间具有较大的空隙可以保证气、水的均匀分布，易于冲洗和反冲洗；填料有很好的颗粒性，同时有一定的强度，具有耐磨性和耐久性。

技术领域

本发明涉及环境工程材料技术领域，具体是一种改性曝气生物滤池复合填料及其制备方法。

背景技术

近年来，随着社会经济和城市建设的发展，我国城市污水排放量日益增加，加速环境污染，水污染问题尤其突出，同时造成水资源问题日趋紧张。因此，开发研究出新的污水处理技术，以达到污水排放标准，是目前亟需解决的问题。

生物滤池是应用最早的生物膜处理工艺，用于污水的处理。其中，曝气生物滤池作为一种新型的污水处理工艺，可用于污水的二级、三级处理，填料是其重要组成部分。填料是曝气生物滤池的核心，常见的填料有石英砂、无烟煤、颗粒活性炭以及石榴石、钛铁矿石等天然材料，还有陶粒、陶瓷等烧制滤料以及人工合成的聚苯乙烯塑料珠等，这些填料或多或少都存在一些共同的缺点，如强度差、易破碎、孔隙率小、结构简单等。如中国发明专利（公开号：CN102531157A）公开的一种曝气生物滤池填料及其制备方法，中国发明专利（公开号：CN105236564A）公开的一种曝气生物滤池组合填料及应用及中国发明专利（公开号：CN105481084A）公开的改性生物滤池填料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有较大的中孔结构、巨大的表面积和复杂而发达的孔隙结构，有很强的物理吸附和化学吸附功能，挂膜速度快的改性曝气生物滤池复合填料。

本发明针对背景技术中提到的问题，采取的技术方案为：一种改性曝气生物滤池复合填料，成分及其重量份为：改性贻贝壳20~30份、改性椰壳生物炭10~20份和珍珠岩50~70份。上述复合填料具有较大的中孔结构、巨大的表面积和复杂而发达的孔隙结构，有很强的物理吸附和化学吸附功能，挂膜速度快。其表面及内部孔隙特别是中孔结构，为微生物菌群提供避免流体剪切力的“居住区域”，形成一层由细菌类、原生动物和藻类等组成的凝胶状生物膜，从表面向内部逐步形成一个溶解氧梯度，表面处于好氧状态，中部是兼性的，而内部属厌氧状态，形成一个相对独立的好氧-兼性-厌氧单元，即在 BAF 内部整体好氧环境里再形成无数个 A²O 单元，充分发挥了BAF 的物理拦截、化学氧化和生物代谢的共同作用。填料与填料间具有较大的空隙可以保证气、水的均匀分布，易于冲洗和反冲洗；填料有很好的颗粒性，同时有一定的强度，具有耐磨性和耐久性。

改性贻贝壳的制备步骤为：

将贻贝壳清洗干净，于0.1~0.3mol/L的 NaOH溶液中静置10~12 h，取出，用蒸馏水洗涤至中性，再浸没在2~5%的稀H₂SO₄溶液中10~12 h，取出，用蒸馏水洗涤至中性，于120℃下烘干2~3 h，得干燥贻贝壳，备用；

将上述方法制得的贻贝壳置于盐度为20~30‰的盐溶液中，经超声波震荡2~4h后，于120℃下烘干2~3 h，得干燥贻贝壳，备用；

将上述方法制得的贻贝壳高温焙烧，高温焙烧为：100~120℃煅烧5~10min；400~500℃煅烧10~15min；1000~1200℃煅烧10~15min；2800~3200℃煅烧30~40min；2000~2500℃煅烧30~40min；1000~1200℃煅烧20~30min；400~500℃煅烧30~40min。焙烧结束后于干燥环境中冷却至室温，得到改性贻贝壳。相对于未改性之前，改性贻贝壳的比表面积呈指数倍增长，物理吸附和化学吸附功能均明显提高，机械强度较好的碳骨架起到支撑的作用。