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一种多孔球形环保滤料的制备方法.pdf

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一种 多孔 球形 环保 制备 方法
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摘要
申请专利号:

CN201910040953

申请日:

20190116

公开号:

CN109621553A

公开日:

20190416

当前法律状态:

公开

有效性:

审中

法?#19978;?#24773;: 公开
IPC分类号: B01D39/14;C02F1/00;C02F101/16 主分类号: B01D39/14;C02F1/00;C02F101/16
申请人: 朱延朋
发明人: 朱延朋
地址: 314000 浙江省嘉兴市秀洲区洪合镇良三村一里墩27号
优先权:
专利代理机构: 33288 代理人: 蔡跃井
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法律状态
申请(专利)号:

CN201910040953

授权公告号:

法律状态公告日:

20190416

法律状态类型:

公开

摘要

本发明提供了一种多孔球形环保滤料的制备方法,步骤如下:将粘土、多晶莫来石?#23435;?#29275;粪生物炭、硅微粉和钡长石粉混合,研磨?#26009;?#24230;<0.1mm;加水球磨至粒径≤5μm,烘干得混合粉料;将玉米花粉与无水乙醇混合,并在磁力搅拌作用下洗涤,重复三次;过滤干燥,浸泡于5%的盐酸溶液中,用去离子水洗至中性,放入干燥箱中烘干;均匀地平铺在低温等离子处理装置中处理得改性玉米花粉;将混合粉料、玉米花粉、古尔胶和去离子水混合搅拌;过滤后干燥?#29615;?#20837;硅炭棒电炉中进行?#31896;桑?#20919;却至常温,加入偶联剂KH550和去离子水搅拌;过滤烘干即得。本法所制备的多孔球形环保滤料对于COD、BOD和NH4?N都具有非常好的过滤效果。

权利要求书

1.一种多孔球形环保滤料的制备方法,其特征在于:成分按重量份计,包括以下步骤: (1)将粘土、多晶莫来石?#23435;?#29275;粪生物炭、硅微粉和钡长石粉混合,研磨?#26009;?#24230;\u0026lt;0.1mm; (2)加水球磨至粒径≤5μm,烘干得混合粉料; (3)将玉米花粉与无水乙醇按质量体积比为1g:10-14mL的比例充?#21482;?#21512;,并在磁力搅拌作用下洗涤10h,重复三次; (4)过滤干燥,浸泡于5%的盐酸溶液中3-4h,用去离子水洗至中性,放入干燥箱中,在80-85℃下烘干; (5)均匀地平铺在低温等离子处理装置中的地电极上,在电源频率8-10kHz、工作电压20kV、放电功率70-80W条件下处理6-9min得改性玉米花粉; (6)将混合粉料、玉米花粉、古尔胶和去离子水混合,在转速500-600rpm下搅拌1-2h; (7)过滤后干燥; (8)放入硅炭棒电炉中进行?#31896;桑?#31532;一阶段:升温至90-100℃,保温60min;第二阶段:升温至500-600℃,保温30min;第三阶段:升温至1100-1150℃,保温30-40min; (9)冷却至常温,加入偶联剂KH550和去离子水,搅拌20-30min; (10)过滤,放入烘箱中烘干即得多孔球形环保滤料。 2.根据权利要求1所述的一种多孔球形环保滤料的制备方法,其特征在于:所述牛粪生物炭的制备方法为: 第一步:取牛粪,捡出石块等杂物后进行风干,破碎至粒径小于20目; 第二步:放入马弗炉中炭化6h,冷却至室温后取出,过60目筛; 第三步:用1mol/L的盐酸洗涤5次,过滤后用去离子水洗至中性; 第四步:烘干即得多孔球形环保滤料。 3.根据权利要求1所述的一种多孔球形环保滤料的制备方法,其特征在于:所述多孔球形环保滤料的粒径为150-200μm。 4.根据权利要求1所述的一种多孔球形环保滤料的制备方法,其特征在于:所述步骤(5)中电源频率为7kHz、放电功率为75W。 5.根据权利要求1所述的一种多孔球形环保滤料的制备方法,其特征在于:所述步骤(8)中第一阶段:升温至95℃,保温60min;第二阶段:升温至550℃,保温30min;第三阶段:升温至1130℃,保温35min。

说明书


一种多孔球形环保滤料的制备方法
技术领域


本发明涉及一种多孔球形环保滤料的制备方法。


背景技术


随着现代工业的迅猛发展,人口的激增,能源问题已越来越严重,同?#20445;?#29615;境污染
问题也在进一步加剧,而水资源危机也已成为一个亟待解决的世界性问题。随着工农业和
城市的迅速发展,大量污染物的排?#29275;匀?#27700;体遭?#25605;搜?#37325;的污染,水资源的利用率下降,
更是加剧?#23435;?#22269;水资源短缺的问题。水污染源包括工业污染源、农业污染源和生活污染源
三大部分,而根据污染物质不同,水污染?#31181;?#35201;分为化学性污染、物理性污染和生物性污染
三大类。近年来,我国工业?#32420;?#21644;城市?#32420;?#30340;排放量?#22025;?72亿吨,水污染的处理成为了亟
待解决的问题。滤料作为处理?#32420;?#30340;一种方式,目前主要采用玻璃钢滤料、塑料蜂窝滤料、
立体波纹滤料、软性?#23435;?#28388;料、不规则粒状滤料等。玻璃钢滤料和塑料蜂窝滤料表面光滑,
生物膜?#38454;?#21147;差,易老化,且在实际应用中往往容易产生不同程度的堵塞。软性滤料中的水
流状态不理想,易被生物膜粘结在一起,产生结球现象,使其表面积大为减小,进而在结球
内部产生厌氧作用,影响处理效果。不规则粒状滤料水流阻力大,易引起堵塞。近?#25913;?#25105;国
也开展了应用陶粒滤料处理污水,但,但其水流阻力大,容易堵塞,因此,研究开发新型的滤
料为污水处理开辟新道路。


发明内容


要解决的技术问题:提供一种多孔球形环保滤料的制备方法,所得多孔球形环保
滤料对于COD、BOD和NH
4-N都具有非常好的过滤效果。


技术方案:一种多孔球形环保滤料的制备方法,成分按重量份计,包括以下步骤:


(1)将5-10份粘土、2-5份多晶莫来石?#23435;?-5份牛粪生物炭、3-7份硅微粉和3-6份钡
长石粉混合,研磨?#26009;?#24230;\u0026lt;0.1mm;


(2)加水球磨至粒径≤5μm,烘干得混合粉料;


(3)将5-10份玉米花粉与无水乙醇按质量体积比为1g:10-14mL的比例充?#21482;?#21512;,并在
磁力搅拌作用下洗涤10h,重复三次;


(4)过滤干燥,浸泡于5%的盐酸溶液中3-4h,用去离子水洗至中性,放入干燥箱中,在
80-85℃下烘干;


(5)均匀地平铺在低温等离子处理装置中的地电极上,在电源频率8-10kHz、工作电压
20kV、放电功率70-80W条件下处理6-9min得改性玉米花粉;


(6)将混合粉料、玉米花粉、5-10份古尔胶和50-80份去离子水混合,在转速500-600rpm
下搅拌1-2h;


(7)过滤后干燥;


(8)放入硅炭棒电炉中进行?#31896;桑?#31532;一阶段:升温至90-100℃,保温60min;第二阶段:升
温至500-600℃,保温30min;第三阶段:升温至1100-1150℃,保温30-40min;


(9)冷却至常温,加入偶联剂KH550和去离子水,搅拌20-30min;


(10)过滤,放入烘箱中烘干即得多孔球形环保滤料。


进一步的,所述牛粪生物炭的制备方法为:


第一步:取牛粪,捡出石块等杂物后进行风干,破碎至粒径小于20目;


第二步:放入马弗炉中炭化6h,冷却至室温后取出,过60目筛;


第三步:用1mol/L的盐酸洗涤5次,过滤后用去离子水洗至中性;


第四步:烘干即得多孔球形环保滤料。


进一步的,所述多孔球形环保滤料的粒径为150-200μm。


进一步的,所述步骤(5)中电源频率为7kHz、放电功率为75W。


进一步的,所述步骤(8)中第一阶段:升温至95℃,保温60min;第二阶段:升温至550℃,
保温30min;第三阶段:升温至1130℃,保温35min。


有益效果:


1.加入了牛粪生物炭,引入了新型的结构,增大表面积。


2.以玉米花粉为生物模板,引入全新的生物结构,同时球形表面积大,过滤效果好。


3.经低温等离子处理装置处理后,产生密集且均匀的小孔,过滤效果更好。


4.经本发明制备的多孔球形环保滤料对于COD、BOD和NH
4-N都具有非常好的过滤效果,
经过滤后,COD、BOD和NH
4-N的量都低至25.9mg/L、18.7mg/L和1.07mg/L。


具体实施方式


实施例1


一种多孔球形环保滤料的制备方法,成分按重量份计,包括以下步骤:


(1)将5份粘土、2份多晶莫来石?#23435;?份牛粪生物炭、3份硅微粉和3份钡长石粉混合,
研磨?#26009;?#24230;\u0026lt;0.1mm;


(2)加水球磨至粒径≤5μm,烘干得混合粉料;


(3)将5份玉米花粉与无水乙醇按质量体积比为1g:10mL的比例充?#21482;?#21512;,并在磁力搅
拌作用下洗涤10h,重复三次;


(4)过滤干燥,浸泡于5%的盐酸溶液中3h,用去离子水洗至中性,放入干燥箱中,在80
℃下烘干;


(5)均匀地平铺在低温等离子处理装置中的地电极上,在电源频率8kHz、工作电压
20kV、放电功率70W条件下处理6min得改性玉米花粉;


(6)将混合粉料、玉米花粉、5份古尔胶和50份去离子水混合,在转速500rpm下搅拌1h;


(7)过滤后干燥;


(8)放入硅炭棒电炉中进行?#31896;桑?#31532;一阶段:升温至90℃,保温60min;第二阶段:升温至
500℃,保温30min;第三阶段:升温至1100℃,保温30min;


(9)冷却至常温,加入偶联剂KH550和去离子水,搅拌20min;


(10)过滤,放入烘箱中烘干即得多孔球形环保滤料。


实施例2


一种多孔球形环保滤料的制备方法,成分按重量份计,包括以下步骤:


(1)将6份粘土、3份多晶莫来石?#23435;?份牛粪生物炭、4份硅微粉和4份钡长石粉混合,
研磨?#26009;?#24230;\u0026lt;0.1mm;


(2)加水球磨至粒径≤5μm,烘干得混合粉料;


(3)将7份玉米花粉与无水乙醇按质量体积比为1g:11mL的比例充?#21482;?#21512;,并在磁力搅
拌作用下洗涤10h,重复三次;


(4)过滤干燥,浸泡于5%的盐酸溶液中3.5h,用去离子水洗至中性,放入干燥箱中,在
80℃下烘干;


(5)均匀地平铺在低温等离子处理装置中的地电极上,在电源频率9kHz、工作电压
20kV、放电功率75W条件下处理7min得改性玉米花粉;


(6)将混合粉料、玉米花粉、7份古尔胶和60份去离子水混合,在转速550rpm下搅拌
1.5h;


(7)过滤后干燥;


(8)放入硅炭棒电炉中进行?#31896;桑?#31532;一阶段:升温至95℃,保温60min;第二阶段:升温至
550℃,保温30min;第三阶段:升温至1130℃,保温35min;


(9)冷却至常温,加入偶联剂KH550和去离子水,搅拌25min;


(10)过滤,放入烘箱中烘干即得多孔球形环保滤料。


实施例3


一种多孔球形环保滤料的制备方法,成分按重量份计,包括以下步骤:


(1)将8份粘土、4份多晶莫来石?#23435;?.5份牛粪生物炭、5份硅微粉和5份钡长石粉混
合,研磨?#26009;?#24230;\u0026lt;0.1mm;


(2)加水球磨至粒径≤5μm,烘干得混合粉料;


(3)将8份玉米花粉与无水乙醇按质量体积比为1g:12mL的比例充?#21482;?#21512;,并在磁力搅
拌作用下洗涤10h,重复三次;


(4)过滤干燥,浸泡于5%的盐酸溶液中3.5h,用去离子水洗至中性,放入干燥箱中,在
80℃下烘干;


(5)均匀地平铺在低温等离子处理装置中的地电极上,在电源频率9kHz、工作电压
20kV、放电功率75W条件下处理8min得改性玉米花粉;


(6)将混合粉料、玉米花粉、8份古尔胶和65份去离子水混合,在转速550rpm下搅拌
1.5h;


(7)过滤后干燥;


(8)放入硅炭棒电炉中进行?#31896;桑?#31532;一阶段:升温至95℃,保温60min;第二阶段:升温至
550℃,保温30min;第三阶段:升温至1130℃,保温35min;


(9)冷却至常温,加入偶联剂KH550和去离子水,搅拌25min;


(10)过滤,放入烘箱中烘干即得多孔球形环保滤料。


实施例4


一种多孔球形环保滤料的制备方法,成分按重量份计,包括以下步骤:


(1)将9份粘土、4份多晶莫来石?#23435;?份牛粪生物炭、6份硅微粉和5份钡长石粉混合,
研磨?#26009;?#24230;\u0026lt;0.1mm;


(2)加水球磨至粒径≤5μm,烘干得混合粉料;


(3)将9份玉米花粉与无水乙醇按质量体积比为1g:13mL的比例充?#21482;?#21512;,并在磁力搅
拌作用下洗涤10h,重复三次;


(4)过滤干燥,浸泡于5%的盐酸溶液中3.5h,用去离子水洗至中性,放入干燥箱中,在
85℃下烘干;


(5)均匀地平铺在低温等离子处理装置中的地电极上,在电源频率9kHz、工作电压
20kV、放电功率75W条件下处理8min得改性玉米花粉;


(6)将混合粉料、玉米花粉、9份古尔胶和70份去离子水混合,在转速550rpm下搅拌
1.5h;


(7)过滤后干燥;


(8)放入硅炭棒电炉中进行?#31896;桑?#31532;一阶段:升温至95℃,保温60min;第二阶段:升温至
550℃,保温30min;第三阶段:升温至1130℃,保温35min;


(9)冷却至常温,加入偶联剂KH550和去离子水,搅拌25min;


(10)过滤,放入烘箱中烘干即得多孔球形环保滤料。


实施例5


一种多孔球形环保滤料的制备方法,成分按重量份计,包括以下步骤:


(1)将10份粘土、5份多晶莫来石?#23435;?份牛粪生物炭、7份硅微粉和6份钡长石粉混合,
研磨?#26009;?#24230;\u0026lt;0.1mm;


(2)加水球磨至粒径≤5μm,烘干得混合粉料;


(3)将10份玉米花粉与无水乙醇按质量体积比为1g:14mL的比例充?#21482;?#21512;,并在磁力搅
拌作用下洗涤10h,重复三次;


(4)过滤干燥,浸泡于5%的盐酸溶液中4h,用去离子水洗至中性,放入干燥箱中,在85
℃下烘干;


(5)均匀地平铺在低温等离子处理装置中的地电极上,在电源频率10kHz、工作电压
20kV、放电功率80W条件下处理9min得改性玉米花粉;


(6)将混合粉料、玉米花粉、10份古尔胶和80份去离子水混合,在转速600rpm下搅拌2h;


(7)过滤后干燥;


(8)放入硅炭棒电炉中进行?#31896;桑?#31532;一阶段:升温至100℃,保温60min;第二阶段:升温
至600℃,保温30min;第三阶段:升温至1150℃,保温40min;


(9)冷却至常温,加入偶联剂KH550和去离子水,搅拌30min;


(10)过滤,放入烘箱中烘干即得多孔球形环保滤料。


将本发明制备的滤料进?#24418;?#27700;的过滤,污水的COD为484mg/L、BOD为373mg/L、NH
4-N为
36.3mg/L。


表1经多孔球形环保滤料过滤后污水的性能指标












产品名称


COD(mg/L)


BOD(mg/L)


NH
4-N(mg/L)




实施例1


26.3


19.2


1.12




实施例2


26.1


18.9


1.09




实施例3


25.9


18.7


1.07




实施例4


26.1


18.8


1.09




实施例5


26.2


19.0


1.11






注:滤料使用量为3g/L


经本发明制备的多孔球形环保滤料对于COD、BOD和NH
4-N都具有非常好的过滤效果,经
过滤后,COD、BOD和NH
4-N的量都低至25.9mg/L、18.7mg/L和1.07mg/L。


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