[發(fā)明專利]一種氧化物陶瓷濾料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710178659.6
• 申請日: 2007-12-03
• 公開（公告）號: CN101450856A
• 公開（公告）日: 2009-06-10
• 發(fā)明（設計）人: 王振海;趙月紅;林樂耘;劉少峰
• 申請（專利權）人: 北京有色金屬研究總院
• 主分類號: C04B35/057
• 分類號: C04B35/057;C04B35/04;C04B35/14;C04B35/622;B01J20/02
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司
• 代理人: 耿小強

技術領域

本發(fā)明涉及一種水處理濾料及其制備方法，特別涉及一種由多種氧化物陶瓷粉末組合并經特殊處理而成的、適用于各種地表水以及回用的中水等水質的水處理濾料及其制備方法。該水處理濾料具備除污去味、降低COD、殺菌滅藻性能的優(yōu)良性能。

背景技術

濾料在水處理工業(yè)中起到了重要的作用。新型濾料在文獻中報導的數量很多，總的發(fā)展趨勢是對氧化物陶瓷濾料的研究和應用給予了更多的關注。但現有的氧化物陶瓷濾料多以解決物理過濾的效果為主。其他濾料的功能重點在于增加納污量、提高凈水水質和反沖再生效果等，在飲用水、中水、工業(yè)用水、養(yǎng)殖水和污水處理的領域進行應用。但市場上銷售的濾料以及文獻中報道的濾料，都未明確提到殺菌滅藻的重要功能。

目前市場上的主要水處理濾料及其功能是：

天然礦石濾料：包括卵石(礫石)、石灰石濾料、沸石、石榴石、麥飯石、各種活性炭等各種濾料，具有除污效果好，成本低等優(yōu)點，在市場上大量銷售，廣泛使用。以沸石為例，日本利用斜發(fā)沸石制成的染色污水處理設備可對不同的染料進行選擇性吸附，使污水的脫色能力大大提高。實踐證明，采用斜發(fā)沸石離子交換塔柱處理城市、工業(yè)污水中NH₄⁺的效果，均比空氣清洗法好。

文獻中有關于將含沸石物質直接加進污水中以去除水中鎳、銅、汞和銀，以及通過在靠菱沸石凝灰?guī)r顆粒支撐的氧化錳層上發(fā)生氧化和沉淀反應去除水中鎳和錳的研究報道。由于沸石的多孔性，可以用來滲進銀離子，制成殺菌能力較強的抗菌劑。在幾種具有環(huán)境保護作用的工業(yè)礦物的濾料中，沸石濾料獨占鰲頭。但是，該類型的濾料只能起到物理吸附和過濾的作用。

DA863高效過濾濾料：DA863自適應濾料(彗星式濾料)是由清華大學研制、浙江德安生態(tài)集團經銷。自適應濾料是一種新型的過濾材料，它既有纖維濾料過濾精度高和截污量大的優(yōu)點，又具有顆粒濾料反沖洗的洗凈度高和耗水量少的優(yōu)點，由該濾料形成的濾床空隙率分布接近理想濾料的結構。

DA863濾料過濾時，比重較大的彗核對纖維絲束起到壓密作用，同時由于彗核尺寸較小，對過濾斷面空隙分布的均勻性影響不大，從而提高了濾床的截污能力。反沖洗時，由于彗核和彗尾纖維絲束的比重差，彗尾纖維隨反沖洗水流而散開并擺動，產生較強的甩曳力，濾料之間的相互碰撞也加劇了纖維在水中所受到的機械作用力，濾料的不規(guī)則形狀使濾料在反沖洗水流作用下產生旋轉，強化了反沖時濾料受到的作用力，上述幾種力的共同作用使附著在纖維表面的固體顆粒很容易脫落，從而提高了濾料的洗凈度。

該濾料由聚酯樹脂組成，屬于物理過濾，在過濾攔污性能上，能力很強，在污水處理上獲得了廣泛的使用。但是基本沒有殺菌滅藻性能。

凱得菲(KDF)濾料：KDF多金屬濾料是一種顆粒狀銅鋅合金，表面有著較強的抗氧化能力，是近幾年來流行的新型水處理過濾材料。KDF多金屬濾料通過離子的氧化還原反應來工作，靠電化學吸附原理來完成水處理過程中的殺菌功能。這種離子交換使許多有機物質成為無害物質，如使氯成為氯化物，重金屬等附著在凱得菲KDF多金屬濾料上，從而降低了有害物質的含量，用凱得菲KDF多金屬濾料介質進行水處理是一種簡單、低消耗的方法，對于微濾、超濾、納濾、反滲透膜、離子交換樹指、顆粒活性碳等，凱得菲KDF多金屬濾料介質能夠保護這些昂貴的水處理組件不受氯、微生物、礦物質結垢的影響，提高系統的使用壽命。

凱得菲KDF濾料廣泛用于飲用水處理。除了可以除氯、除重金屬、除硫化物及減少礦物質之外，具有一定的殺菌滅藻功能。

另一方面，文獻中也有關于具有抗菌活性的氧化物的報導，有氧化鎂(MgO)、氧化鈣(CaO)、氧化鋅(ZnO)和鈣制劑，其可在陶瓷、牡蠣、扇具等燒成粉末和天然礦石等中發(fā)現。其抗菌機制是細菌因受到外力作用而受傷直至死亡。與抗生物質和抗生劑的作用相似。

日本的有關報導認為，在CaO粉末漿料中，大腸桿菌的生存數隨時間的推移而下降。金黃葡萄球菌的情況也有同樣的傾向。CaO粉末漿料的殺菌機理，由于CaO水解，使pH上升，即主要考慮增殖環(huán)境中堿的影響。由此，作為堿性溶液，使用NaOH水溶液，可與CaO的殺菌效果相比較。其結果表明，將大腸桿菌和金黃葡萄球菌都置于同樣的pH值環(huán)境下，CaO的滅殺速度要比NaOH的大。這樣的結果同樣適用于MgO。日本學者認為，CaO和MgO作為堿土金屬氧化物對于細菌的殺滅機理并不是很清楚，初步認為是由于堿性作用，引起大腸桿菌的損傷。對于抗生物質的感受性變化，進行過一些考察，結果表明，CaO和MgO粉末漿料的感受性變化是有所不同的。