[發明專利]一種混凝硅藻精土膜及其制備方法和應用其處理富營養化水體的方法

無效

• 申請號: 201210548796.5
• 申請日: 2012-12-17
• 公開（公告）號: CN103007780A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 王利平;茆永晶;許霞;張運林;馮勝
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: B01D71/02
• 分類號: B01D71/02;B01D67/00;C04B35/14;C04B35/622;C02F9/04;C02F1/44
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 盧亞麗

技術領域

本發明屬于環境保護領域，具體涉及一種硅藻精土膜的制備方法，以及處理富營養化水體方法的確定。

背景技術

水體富營養化問題己成為當今世界性的水污染治理難題，引起了人們極大的關注。水體富營養化的主要表現為水體中的N、P含量嚴重偏高，藻類大量繁殖。目前治理富營養化水體的主要技術有物理法、化學法和生物法。物理法效果雖較好，但是工程量大，運作周期長，一次投入成本稍高。化學法雖然效率高，但容易產生二次污染，從而使水質環境形成嚴重的惡性循環，如溶解氧下降、魚類死亡、生物多樣性降低等，嚴重影響生態系統的結構和功能，甚至可能導致整個水體生態系統的癱瘓，遺患無窮。生物法是一種很有效而且還能帶來經濟效益的除藻方式，也沒有二次污染的問題，但這種方法周期較長，還有待進一步完善和成熟。混凝硅藻精土膜組合方法處理富營養化水體，是一種物理化學組合方法。首先投加混凝劑預處理水體，再將預處理后的水體通過硅藻土膜水處理裝置，從而去除水體中的藻類、N、P等污染物。該方法具有處理效率高，不產生二次污染且不破壞藻類細胞體的特點。

公開號為CN?102371145A、名稱為“復合高效藍藻-富營養化水處理劑”的專利文獻公開了一種將凹凸棒石粘土、膨潤土和天然沸石混合、改性并與藍藻復合處理富營養化水體的制備方法，其缺陷是：水處理劑的使用效率不高，且很難回收再用。公開號為CN?101182054、名稱為“一種通過超聲波除藻的方法”的專利文獻公開了一種通過超聲波去除富營養化水體中藻類的方法，其缺陷是：破壞了藻類細胞體，造成藻毒素的釋放，易產生二次污染，對用水安全有影響。

發明內容

本發明為克服上述現有技術的不足，提出一種效率高、價格低廉、不易產生二次污染且不破壞藻類細胞體的用于處理富營養化水體的混凝硅藻精土膜組合方法。

本發明的另一目的是提出硅藻精土膜及其制備方法，提出一種新型造粒方法。

一種硅藻精土膜，是一種以硅藻土為主要原料的微濾陶瓷膜，通過添加沸石作助燒劑、可溶性淀粉作造孔劑從而制得高通量，高孔隙率的陶瓷膜；陶瓷膜的各組分重量比分別為：硅藻土65％～94％，天然沸石0.5％～8％，淀粉5％～30％；硅藻土和沸石中SiO₂比重約為65％～75％。

上述硅藻精土膜具體的制備方法如下：

（1）原料粉體制備：將400目硅藻土，可溶性淀粉和10目沸石顆粒按比例混合，放入瑪瑙球磨罐中；其中磨球、原料、去離子水的體積比為2：1：1，在220r/min球磨機內濕磨4～5h；將濕磨后的原料放入烘箱中65℃烘干后，放入球磨機中干磨成粉體。

（2）造粒：將干磨后的原料粉體加入去離子水，去離子水：粉體=（1～3）：20，粉體稍有粘性后過10～80目篩；干燥陳化24h后，顆粒級配，得10～80目粉粒。

（3）模壓成型：將粒料加入到鋼制模具中，通過正壓和反壓使粉料受力相對均勻，在10~50MPa將其壓成片狀，并將片狀膜坯放入105℃干燥箱中干燥24h。

（4）燒結：壓制好的陶瓷膜坯體放入馬弗爐燒結，嚴格控制升溫速率，溫度低于200℃時，升溫速率控制在2～3℃/min；在200～300℃時，升溫速率控制在1～2℃/min；當溫度達到300℃時，需在將溫度保溫在300℃約2～3小時；在300～900℃時，升溫速率控制在3～6℃/min；在900～1100℃時升溫速率控制在1～2℃/min；當溫度達到1100℃時保溫30min。

一種利用混凝硅藻精土膜處理富營化水體的方法，是先通過投加混凝劑預處理水體，再將預處理后水通過硅藻精土膜。

所述的混凝劑包括PAC、FeCl₃、PSFZn。通過比較投加不同混凝時組合方法的運行效果，從而確定最佳的混凝劑。本發明采用混凝硅藻精土膜組合方法處理富營化水體，單用硅藻精土膜時，膜只有吸附、架橋和分離作用，只能去除富營養化水體中的藻類和TP，對COD_Mn和TN的去除效果不佳，因此，在陶瓷膜工藝前增加混凝工藝可強化陶瓷膜對富營養化水體的去除效果，這比單獨使用陶瓷膜時處理效率更高，而且改善膜污染問題。在整個組合方法過程中不會破壞藻細胞，避免了藻毒素的釋放，保障了飲用水處理過程中的安全。

造料方法比濕磨后直接手工造粒的方法方便，且造粒更均勻，顆粒級配后壓成的膜坯更平整，膜的通量也更高。

具體實施方式