【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水处理材料领域，尤其涉及一种煤气化渣免烧陶粒滤料以及制备方法和应用。
技术介绍
1、油田污水是在原油脱水过程中分离出的复杂废水，具有含油量高、乳化程度高、固体悬浮物含量高等特点。未经处理直接排放，会对土壤和水源造成污染，而回注则会导致地层堵塞，降低地层渗透率。在目前的油田污水深度处理中，石英砂、核桃壳和无烟煤等传统滤料常因油分和杂质的附着而堵塞，导致滤料板结失效，且清洗过程繁琐，进一步提高了处理成本，且反洗失效的核桃壳等废弃滤料的处理成本较高，处理过程复杂。
2、陶粒滤料具有强度高、化学稳定性好、比表面积大和孔隙度高等特点，能够有效去除水中的乳化油和细微悬浮物，是一种新型水处理材料。陶粒滤料按照制备方法的不同，分为烧结陶粒滤料和免烧陶粒滤料。传统烧结陶粒滤料制备过程不仅能耗高、成本高，且会产生有害气体。传统免烧陶粒滤料利用粘土和页岩为成陶基体，以水泥为粘结剂，而粘土和页岩属于不可再生资源，并且，采用的水泥生产过程中也会释放大量的二氧化碳。
3、因此，亟需一种煤气化渣免烧陶粒滤料以及制备方法和应用解决上述问题。
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术中的缺陷，为此，本专利技术提供一种煤气化渣免烧陶粒滤料以及制备方法和应用。本专利技术免烧陶粒滤料具有可重复利用，制备过程绿色环保，后续处置成本低，且失效后还可以重复利用等优点。
2、为实现上述目的之一，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种煤气化渣免烧陶粒滤料，包括以下重量份数
4、煤气化渣67.5-95份、活性粉体5-15份、偏高岭土0-20份、膨胀珍珠岩2-8份、稳泡剂0.1-0.5份、起泡剂1-3份。
5、优选的，煤气化渣包括95-98wt％的灰分，煤气化渣的粒径为0-0.25mm；偏高岭土的粒径为0-0.25mm；膨胀珍珠岩的粒径为0-0.074mm。
6、优选的，活性粉体的成分为固体硅酸钠(na2sio3)，纯度为83.9％；稳泡剂为十六烷基三甲基溴化铵(ctab)，分析纯；起泡剂为过氧化氢(h2o2)，浓度为30％。
7、为实现上述目的之二，本专利技术提供一种煤气化渣免烧陶粒滤料的制备方法，包括如下步骤：
8、s1、混料：称取各质量份的原料并混合均匀，得到混合料；
9、s2、造粒：向混合料中添加水和起泡剂，混合后置于造粒机中造粒，制得陶粒生料；
10、s3、养护：对陶粒生料依次进行陈化处理、蒸汽养护和自然晾干，得到陶粒滤料。
11、优选的，步骤s1中，混料前，以105℃将原料进行干燥处理；混料时采用行星式球磨机以400rpm的转速运行5min。
12、在原料进入球磨机混料之前先进行干燥处理，一方面便于原料混合得更加均匀，另一方面避免原料中含有水分使得活性粉体与煤气化渣、偏高岭土等提前发生反应。
13、优选的，步骤s2中，造粒机为强力混合造粒机，造粒机的转子转速为1400rpm-1600rpm，造粒机的料盘转速为30rpm；陶粒生料的粒径为2-3mm。
14、优选的，步骤s3中，陈化温度为25±2℃；陈化时间为12-18h；养护温度为40-80℃，养护湿度为95％，养护时长为6-15h；自然晾干温度为25±2℃，晾干时间为12-18h。
15、为实现上述目的之三，本专利技术提供一种煤气化渣免烧陶粒滤料的应用，将该陶粒滤料应用于油田污水的深度处理中。
16、具体步骤如下：
17、将陶粒滤料装填至过滤装置中，过滤装置以自上而下的流动方式设置，利用金属网作为承托层；油田污水从过滤装置的顶部进入，过滤后从过滤装置的底部排出。
18、陶粒滤料经过一次油田污水深度处理后，还可以重复利用，在下次利用时，对陶粒滤料进行反冲洗，反冲洗的流速为8-12m/h。
19、优选的，过滤装置的直径为30mm，高度为1200mm；油田污水的含油量为15-50mg/l，油田污水的固体悬浮物浓度为15-20mg/l；过滤速度为5m/h。
20、优选的，将经过油田污水深度处理后失效的陶粒滤料制备混凝土试块。
21、制备混凝土试块的具体步骤如下：
22、将陶粒滤料以350℃-500℃高温焙烧1h，再将焙烧后的陶粒滤料掺入水泥中制备混凝土试块，标准养护28天，制得混凝土试块。
23、优选的，混凝土试块中水泥∶陶粒滤料∶水的质量比为1∶4∶0.5；养护温度为20±2℃、湿度为95±2℃；混凝土试块的尺寸为15cm×15cm×15cm。
24、本专利技术的优点在于：
25、(1)本专利技术利用煤气化渣和偏高岭土作为陶粒基体材料，以固体硅酸钠为碱激发剂，膨胀珍珠岩为造孔材料，过氧化氢为起泡剂，十六烷基三甲基溴化铵为稳泡剂，成功制备出一种高孔隙率、高强度和低吸水率的免烧陶粒滤料。煤气化渣和偏高岭土在碱性环境下经过溶解、解聚、重组和硬化等过程，通过调整原料配比和养护条件，促进反应进程，为陶粒滤料提供优异的强度。同时，过氧化氢分解产生气体，加之膨胀珍珠岩的多孔结构，为陶粒滤料增加了丰富的孔隙。本专利技术不仅为煤气化渣的资源化利用提供了新思路，而且与烧结陶粒滤料和传统免烧陶粒滤料相比，具备低成本、低能耗、低碳排放等绿色环保优势。
26、(2)本专利技术陶粒滤料与传统滤料(如核桃壳和石英砂)相比，具有可调粒径、良好的球形度，且不易堵塞或板结，使用寿命长，易于反冲洗再生等特点；应用于油田污水的深度处理时，能够有效去除乳化油和细微悬浮物，再通过反冲洗实现滤料的循环再生，可进一步提升污水处理的效率和经济性。
27、(3)针对反洗失效的陶粒滤料，本专利技术提出通过高温焙烧去除失效滤料中的油类成分，将焙烧处理后的陶粒滤料作为骨料掺入水泥中以制备混凝土试块，实现了废弃滤料的无害化处理且再利用，不仅提升了混凝土材料的潜在性能(如抗冲击性和保温性)，同时也为废弃滤料的处理提供了一种更加环保、经济的解决方案。与核桃壳滤料等传统滤料相比，本专利技术制备的陶粒滤料具备更高的再利用价值、优越的物理化学稳定性、改善建筑材料性能的潜力，以及更低的处理成本。
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1.一种煤气化渣免烧陶粒滤料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：
2.根据权利要求1所述的一种煤气化渣免烧陶粒滤料，其特征在于：所述煤气化渣包括95-98wt％的灰分，煤气化渣的粒径为0-0.25mm；偏高岭土的粒径为0-0.25mm；膨胀珍珠岩的粒径为0-0.074mm。
3.根据权利要求1所述的一种煤气化渣免烧陶粒滤料，其特征在于：所述活性粉体的成分为固体硅酸钠，纯度为83.9％；稳泡剂为十六烷基三甲基溴化铵；起泡剂为过氧化氢，浓度为30％。
4.一种如权利要求1-3任意一项所述的煤气化渣免烧陶粒滤料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种煤气化渣免烧陶粒滤料的制备方法，其特征在于：步骤S1中，混料前，以105℃将原料进行干燥处理；混料时采用行星式球磨机以400rpm的转速运行5min；步骤S2中，造粒机为强力混合造粒机，造粒机的转子转速为1400rpm-1600rpm，造粒机的料盘转速为30rpm；陶粒生料的粒径为2-3mm。
6.根据权利要求4所述的一种煤气化渣免烧陶粒滤料的制备方法
7.一种如权利要求1-3任意一项所述的煤气化渣免烧陶粒滤料的应用，其特征在于：将该陶粒滤料应用于油田污水的深度处理中。
8.根据权利要求7所述的煤气化渣免烧陶粒滤料的应用，其特征在于，具体步骤如下：
9.根据权利要求8所述的煤气化渣免烧陶粒滤料的应用，其特征在于：过滤装置的直径为30mm，高度为1200mm；油田污水的含油量为15-50mg/L，油田污水的固体悬浮物浓度为15-20mg/L；过滤速度为5m/h；将经过油田污水深度处理后失效的陶粒滤料制备混凝土试块。
10.根据权利要求9所述的煤气化渣免烧陶粒滤料的应用，其特征在于，制备混凝土试块的具体步骤如下：
...【技术特征摘要】
1.一种煤气化渣免烧陶粒滤料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：
2.根据权利要求1所述的一种煤气化渣免烧陶粒滤料，其特征在于：所述煤气化渣包括95-98wt％的灰分，煤气化渣的粒径为0-0.25mm；偏高岭土的粒径为0-0.25mm；膨胀珍珠岩的粒径为0-0.074mm。
3.根据权利要求1所述的一种煤气化渣免烧陶粒滤料，其特征在于：所述活性粉体的成分为固体硅酸钠，纯度为83.9％；稳泡剂为十六烷基三甲基溴化铵；起泡剂为过氧化氢，浓度为30％。
4.一种如权利要求1-3任意一项所述的煤气化渣免烧陶粒滤料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种煤气化渣免烧陶粒滤料的制备方法，其特征在于：步骤s1中，混料前，以105℃将原料进行干燥处理；混料时采用行星式球磨机以400rpm的转速运行5min；步骤s2中，造粒机为强力混合造粒机，造粒机的转子转速为1400rpm-1600rpm，造粒机的料盘转速为30rpm；陶粒...
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