[發明專利]鉍酸鋅?鍺酸鈰納米棒復合生物濾料

有效

• 申請號: 201510336598.6
• 申請日: 2015-06-17
• 公開（公告）號: CN104944597B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發明（設計）人: 裴立宅;吳勝華
• 申請（專利權）人: 安徽工業大學
• 主分類號: B01D39/02
• 分類號: B01D39/02;C02F3/34;C02F3/10;B01J20/26;B01J20/30;B01J23/18;B01J31/26
• 代理公司: 南京知識律師事務所32207
• 代理人: 蔣海軍

技術領域

本發明屬于濾料技術領域，具體涉及一種污水處理用鉍酸鋅-鍺酸鈰納米棒復合生物濾料。

背景技術

生物濾池是污水處理的核心設備，在污水處理過程中起到了重要作用。生物濾料作為生物濾池的核心材料，決定著生物濾池的除污效率，所以生物濾料引起了人們的廣泛研究興趣。

目前已有專利報道了多種生物濾料，例如國家發明專利“一種曝氣生物濾池用雙層復合生物濾料及其制備方法”(發明專利號：ZL201010018383.7)以凹土、硅藻土、粉煤灰和煤粉為原料，在950-1050℃燒結20分鐘制備出了一種雙層復合生物濾料，內層由凹土、粉煤灰組成，外層由凹土、硅藻土和煤粉組成。國家發明專利“一種污水處理用鎂橄欖石生物濾料及其制備方法”(發明專利申請號：201410319474.2)以鎂橄欖石原礦細粉、滑石細粉、氧化鎂細粉及鎂電氣石微粉為原料，于110-150℃烘烤16-24h，1300-1500℃煅燒2-4h制備出了鎂橄欖石生物濾料。國家發明專利“一種煙氣除臭生物濾料制作方法”(發明專利申請號：201410223025.8)以70-75％含水率的活性污泥、活性碳、秸稈和腐熟劑為原料，經過15-20天風干，每隔2天充分攪拌一次，制備出了可以吸收煙氣中臭味的除臭生物濾料。然而，目前的生物濾料仍存在制備溫度高，濾料表面會產生硬殼，不利于微生物的生長，污水脫色效果差、比表面積小、孔隙率低，或者生物濾料的制備過程復雜、時間過長等缺點。

發明內容

本發明的目的在于提供鉍酸鋅納米棒作為主要原料，引入鍺酸鈰納米棒，添加聚丙乙烯、硅酸鈉和烷基聚氧乙烯醚等成分，得到具有比表面積大、孔隙率高、吸附能力強、熱穩定性好、污水脫色降解能力強、有利于濾料成膜和微生物生長等特點的鉍酸鋅納米棒復合生物濾料。

本發明所提供的鉍酸鋅-鍺酸鈰納米棒復合生物濾料的質量百分比組成如下：

鉍酸鋅納米棒35-50％、鍺酸鈰納米棒5-10％、聚丙乙烯10-16％、硅酸鈉3-8％、烷基聚氧乙烯醚1-5％、水25-35％。

所述鉍酸鋅納米棒的直徑為70nm、長度為500nm-1μm。

所述鍺酸鈰納米棒的直徑為50nm、長度為2μm。

本發明所提供的鉍酸鋅納米棒的具體制備方法如下：

以鉍酸鈉、乙酸鋅作為原料，水為溶劑，其中鉍酸鈉與乙酸鋅的摩爾比為1:1，將鉍酸鈉、乙酸鋅與水均勻混合后置于反應容器內并密封，于溫度100-200℃、保溫12-24h，其中鉍酸鈉與乙酸鋅的重量不大于水重量的45％。

本發明所提供的鍺酸鈰納米棒的具體制備方法如下：

以二氧化鍺、乙酸鈰及乙二胺作為原料，水為溶劑，其中二氧化鍺與乙酸鈰的摩爾比為1:1，乙二胺的重量不大于水重量的5％，將二氧化鍺、乙酸鈰、乙二胺與水均勻混合后置于反應容器內并密封，于溫度100-200℃、保溫12-24h，其中二氧化鍺與乙酸鈰的重量不大于水重量的45％。

本發明所提供的鉍酸鋅-鍺酸鈰納米棒復合生物濾料的具體制備方法如下：

按照比例計量稱取鉍酸鋅納米棒、鍺酸鈰納米棒、聚丙乙烯、硅酸鈉、烷基聚氧乙烯醚和水，首先將硅酸鈉溶于水中，然后將鉍酸鋅納米棒、鍺酸鈰納米棒、聚丙乙烯、烷基聚氧乙烯醚與含有硅酸鈉的水混合均勻。在成球機中制備出生料球，成球大小3-10mm。將生料球放入烘箱，于100℃、保溫2-3h，隨后將烘干后的生料球放入馬弗爐中于400-600℃、燒結2-4h，自然冷卻，最后得到了鉍酸鋅納米棒復合生物濾料。

與現有技術相比，本發明具有以下技術效果：

1、本發明以鉍酸鋅納米棒、鍺酸鈰納米棒作為主要原料、聚丙乙烯作為成孔劑、硅酸鈉作為粘接劑、烷基聚氧乙烯醚作為分散劑，制備出生料球后在一定溫度下干燥和燒結可以獲得鉍酸鋅-鍺酸鈰納米棒復合生物濾料。由于本發明采用低溫干燥和低溫煅燒過程，所得鉍酸鋅-鍺酸鈰納米棒復合生物濾料表面粗糙，熱穩定性好、耐水性能優良、孔隙率高、比表面積大、吸附能力強、使用壽命長和可重復使用等特點，有利于濾料的成膜與生長。

2、由于鉍酸鋅納米棒和鍺酸鈰納米棒具有良好的有機污染物光催化活性，在可見光作用下，通過鉍酸鋅納米棒和鍺酸鈰納米棒的復合光催化作用可以脫色降解污水中的有機污染物。

3、本發明鉍酸鋅-鍺酸鈰納米棒復合生物濾料具有良好的絮凝性，可以截留污水中的懸浮物和促進污水內膠體污染物的絮凝與沉淀，強化生物濾料的去污能力。因此，本發明所得鉍酸鋅-鍺酸鈰納米棒復合生物濾料在污水處理領域中具有良好的應用前景。

附圖說明