一种废水处理装置及其生物填料的制作方法

本实用新型涉及环境保护技术领域，具体为一种废水处理装置及其生物填料。

背景技术：

水质日益恶化促进了了一系列环保技术的发展，人们利用这些技术来处理废水、净化水质。其中名为流动床生物膜反应器（MBBR）的技术被成功用于污水的处理，此反应器中放置小型的圆柱形载体，微生物附着在上生长形成生物膜。此外，内置各种填料的曝气生物滤池等技术也被用于污水处理。各种生化反应器中的填料起到举足轻重的作用，影响着滤池的处理效果，进而影响到出水水质。废水的降解机理主要包括：附着在反应器内填料上的生物膜中微生物对污染物进行氧化分解作用；填料及生物膜对大颗粒物的吸附阻留作用；沿着水流方向形成的食物链分级捕食作用；生物膜内部微环境和缺氧段的反硝化作用，填料的投加可以改变微生物的种类以及存在形式，并且可以极大的提高反应器的耐冲击能力，增强处理效率。所以采用价格低廉的尾矿、原料易得的稻壳以及黏土、煤粉等加工出生物填料，并将之用于废水处理，为工业废水净化、节能减排提供重要的技术支持是非常有必要的。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种废水处理装置及其生物填料，制作成本低廉、作用大的生物填料，在生物填料运行期间，使其充分挂膜，通过填料的投加可以改变微生物的种类以及存在形式，并且可以极大的提高反应器的耐冲击能力，解决了处理效率低的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种废水处理装置，包括原水罐、恒流泵、出水收集罐、有机料柱和曝气装置，所述曝气装置为微孔曝气器，所述原水罐通过导流管与恒流泵相连通，所述恒流泵和曝气装置均通过导流管与有机料柱下部设有的进水口相连通，所述有机料柱内设置有布水层和生物填料，生物填料由工业尾矿粉、黏土、煤粉、稻糠烧结后制成，所述布水层位于生物填料的下侧，所述有机料柱上部设有的出水口通过导流管与出水收集罐相连通，且有机料柱的底部设置有底座。

一种废水处理装置中生物填料的制作方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

S1、配料：工业尾矿粉：黏土：煤粉：稻糠=3:2:1:1；

S2、成球：将S1配料制成小球。

S3、筛分：将球体中规则的颗粒筛分出来；

S4、烧制流程：将筛分好后的小球室温下加热至120℃保温1-3小时，再加热至500℃继续保温1-3小时，随后加热至900℃保温1-3小时，继续升温至1200℃，保温2-6小时，最后自然冷却至室温，得到成品填料。

作为优选，步骤S2中，需要先将S1配料放入搅拌釜内搅拌混合，再放入练泥机揉练30-60分钟，取出陈化30-50分钟，搓制成条状，将泥条切成小段，然后用造球机搓制成小球。

作为优选，步骤S2中，需要先将S1配料放入搅拌釜内搅拌混合，再加配料质量1%的山梨糖醇，1%的硅油放入练泥机揉练30-60分钟，取出陈化30-50分钟，搓制成条状，将泥条切成小段，然后用造球机搓制成小球。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

1、本实用新型制作成本低廉、作用大的生物填料，在生物填料运行期间，使其充分挂膜。

2、本实用新型采用价格低廉的尾矿、原料易得的稻壳以及黏土、煤粉等加工出生物填料，并将之用于废水处理，为工业废水净化、节能减排提供重要的技术支持。

附图说明

图1为实验装置图；

图2为挂膜阶段COD去除率图；

图3为挂膜阶段NH₄⁺- N去除率图；

图4为第一阶段COD去除率图；

图5为第一阶段NH₄⁺- N去除率图；

图6为第二阶段COD去除率图；

图7为第二阶段NH₄⁺- N去除率图。

图中：1原水罐、2恒流泵、3导流管、4布水层、5生物填料、6出水收集罐、7出水口、8进水口、9有机料柱、10曝气装置。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-7，一种生物填料的制作方法，包括以下步骤：

S1、配料：工业尾矿粉：黏土：煤粉：稻糠=3:2:1:1；

S2、成球：将S1配料搓制成小球；

S3、筛分：将球体中规则的颗粒筛分出来；

S4、烧制流程：将筛分好后的小球室温下加热至120℃保温1-3小时，再加热至500℃继续保温1-3小时，随后加热至900℃保温1-3小时，继续升温至1200℃，保温2-6小时，最后自然冷却至室温，得到成品填料。粒径为3～5mm。

对上述生物填料的相关性能做了测试，数据如下：

在生物填料的制作方法中，步骤S2实现较好的方式是：需要先将S1配料放入搅拌釜内搅拌混合，再放入练泥机揉练30-60分钟，取出陈化30-50分钟，搓制成条状，将泥条切成小段，然后用造球机搓制成小球。

对上述生物填料的相关性能做了测试，数据如下：

在生物填料的制作方法中，步骤S2实现较好的方式是：加配料质量1%的山梨糖醇，1%的硅油放入搅拌釜内搅拌混合，再放入练泥机揉练30-60分钟，取出陈化30-50分钟，搓制成条状，将泥条切成小段，然后用造球机搓制成小球。

对上述生物填料的相关性能做了测试，数据如下：

一种生物填料的废水处理装置，包括原水罐1、恒流泵2、出水收集罐6、有机料柱9和曝气装置10，曝气装置10为微孔曝气器，有机料柱9直径40mm，壁厚为4mm，总高度为1200mm，滤床体积为467cm³，滤床截面积为10.2746cm²。滤料高度为650mm，从滤料顶部向下每隔200mm设置带取样阀的取样口。

原水罐1通过导流管3与恒流泵2相连通，恒流泵2和曝气装置10均通过导流管3与有机料柱9下部设有的进水口8相连通，有机料柱9内设置有布水层4和生物填料5，且布水层4位于生物填料5的下侧，有机料柱9上部设有的出水口7通过导流管3与出水收集罐6相连通，且有机料柱9的底部设置有底座。生物填料5采用以上自制烧制的球形生物滤料。

实施例一、将生物填料填充至装置后，采用自配污水进行挂膜，维持气温在25℃左右，废水pH在7~8之间，挂膜期间，废水COD在130~170mg/L，TN在30~40mg/L，NH₄⁺-N在25~35mg/L，溶解氧浓度在6~8mg/L。此阶段水力负荷0.52m³/(m²·h)，水力停留时间为65min，进水量为10.58L/d。COD的容积负荷为2.80～3.73kg/(m³·d)，NH₄⁺- N的容积负荷为0.54～0.82kg/(m³·d)。COD、NH₄⁺- N的初始值、最终值以及去除率如图1、图2所示。COD去除率随着时间的增加而升高，出水稳定后去除率能达到80%，NH₄⁺-N去除率也是随着时间的增加而升高，出水稳定后去除率可达90%以上。

实施例二、挂膜稳定后，COD在130～150mg/L、NH₄⁺-N为 23～29mg/L。

实验阶段的平均气温仍旧维持在25℃左右，pH为7.0～7.5，溶解氧为5～7mg/L，此阶段水力负荷0.7m³/(m²·h)， 水力停留时间为53min，进水量为15.65L/d，COD的容积负荷为4.57～5.25kg/(m³·d)，NH₄⁺- N的容积负荷为0.68～0.85kg/(m³·d)。COD、NH₄⁺- N的初始值、最终值以及去除率如图4、图5所示。出水稳定后COD的去除率达到70%以上，还是随着时间的增长去除率逐渐增大的；NH₄⁺-N去除率趋势和挂膜阶段相比，由于反冲洗生物膜量减少，去除效率有所下降，但也有80%以上。

实施例三、COD为220～280mg/L、NH₄⁺-N为 19～30mg/L。

实验阶段的平均气温继续保持在25℃左右，pH为7.0～7.5，溶解氧为5～7mg/L，此阶段水力负荷为0.7m³/(m²· h), 水力停留时间为53min，进水量为15.65L/d，COD 的容积负荷为6.98～8.88kg/(m³·d)，NH₄⁺- N的容积负荷为0.64～1.02kg/(m³·d)。COD、NH₄⁺- N的初始值、最终值以及去除率如图6、图7所示。COD的去除率随着时间的增长而增加的，出水稳定后去除率也能达到80%以上，刚开始NH₄⁺-N的去除率不高，只有50%左右，主要是因为生物竞争导致溶解氧浓度降低，硝化细菌生长受到抑制，后提高溶解氧浓度，稳定后去除率达到80%以上。

综上所述：该废水处理装置及其生物填料，制作成本低廉、作用大的生物填料，在生物填料运行期间，使其充分挂膜，通过填料的投加可以改变微生物的种类以及存在形式，并且可以极大的提高反应器的耐冲击能力，解决了处理效率低的问题。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。