[發明專利]一種用于強化超聲富氧裝置的顆粒物填料

在審

• 申請號: 201711258392.1
• 申請日: 2017-12-04
• 公開（公告）號: CN107973388A
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發明（設計）人: 謝濤;羅南;胡長英;洪曉曦;其他發明人請求不公開姓名
• 申請（專利權）人: 北京中科宇清環保有限公司
• 主分類號: C02F1/68
• 分類號: C02F1/68;C02F3/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于污染廢水和水體處理技術領域，特別涉及一種用于強化超聲富氧裝置的顆粒物填料。

背景技術

天然水體具有一定的自凈能力，其中微生物的氧化分解是水體自凈的主要途徑。如果水體中溶解氧含量較低，好氧微生物將受到抑制，而厭氧微生物處于活躍狀態。當進入水體中污染物總量超過水體自凈能力時，水體中溶解氧會被好氧微生物消耗殆盡，導致水體呈現厭氧狀態，剩余污染物在厭氧微生物的作用下被分解為氨氣、甲燒、二氧化碳、硫化氨等對水生生物具有毒害性的氣體。同時，水分子同各種微生物的代謝產物結合成較大的聚合分子團進一步通過吸附的方式與水體中的污染物緊密結合，最終致使水體的自凈能力喪失，并伴隨著水體發黑變臭等現象的發生，對周圍環境帶來極大的影響。污染廢水的生物處理是利用微生物的生命活動，對廢水中呈溶解態或膠體狀態的有機污染物降解作用，從而使廢水得到凈化的一種處理方法，其中廢水好氧生物處理以其效率高、成本低、工藝操作管理方便可靠和無二次污染等顯著優點而備受人們的青睞。污染廢水的好氧生物處理和污染水體的高效凈化都需要氧氣，因此如何向水體高效增氧是這些技術的關鍵所在。

微米氣泡的直徑一般在50μm以下，這種微小氣泡與普通氣泡相比具有許多獨特的優勢，如：高內壓、高表面能、高界面活性等。納米氧氣泡的表面積能有效增大，如1mm的大氣泡分散成100nm微氣泡，表面積增大10000倍，氣泡的表面能也從0.1卡增大到5-10卡，表面能的增大及氣泡內能量增大可以加強表面氧化反應，可以提高氧的利用率。根據楊-拉普拉斯法則，氣泡表面張力與氣泡直徑大小成反比，與氣泡內壓成正比。表面張力增大，氣泡不斷收縮，同時內壓也隨之增大，即所謂出現自我加壓現象。一旦收縮的氣泡內壓與表面張力失去平衡，納米氣泡最后大約在4000個大氣壓的壓力下破裂，氣泡破裂后活性氧分子的自由熱運動增強，可以隨時加入到水分子共價鍵中形成溶解氧，氣體即完全溶解于水液中，這樣就實現了超飽和溶氧。如果能制成一種設備，將產生的超飽和溶氧應用于污染廢水的好氧生物處理和污染水體的高效凈化，將是一種非常有前景的水處理技術。但是，目前還缺少高效的富氧裝置，特別是一種用于強化超聲富氧裝置的顆粒物填料。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于強化超聲富氧裝置的顆粒物填料，制備該顆粒物填料的方法如下：

(1)將350g粒徑為1～2cm的聚苯乙烯顆粒用2000ml去離子水洗滌，然后在75℃條件下干燥6h，得到物質A；

(2)將2.86克4-甲酰胺基吡喃、15mL異丙醇、5mL正丁烷依次加入到1000mL錐形瓶中，再加入1.24克2-氯-5-碘嘧啶和800mL去離子水，置于65℃水浴中在4000r/min條件下攪拌5min，得到混合液H；

(3)將物質A加入到混合液H中，在溫度為55℃的搖床中搖動45分鐘，過濾除去液體得到物質A1，將物質A1在75℃條件下干燥6h，得到物質B；

(4)將1.34克8-氨基喹啉、15mL叔丁醇、5mL甲烷依次加入到1000mL錐形瓶中，再加入1.96克2-溴-3-己基噻吩和800mL去離子水，置于65℃水浴中在4000r/min條件下攪拌20min，得到混合液J；

(5)將物質B加入到混合液J中，在溫度為55℃的搖床中搖動45分鐘，過濾除去液體得到物質B1，將物質B1在75℃條件下干燥6h，得到物質C；

(6)將13.67克PbCl₂和12.18克FeCl₃加入到4000mL去離子水中，在1000r/min條件下攪拌3分鐘，搖勻后分成等量4份，得到混合液K1、混合液K2、混合液K3、混合液K4；

(7)將140mL摩爾濃度為0.54mol/L的Cu(NO₃)₂溶液和60mL摩爾濃度為0.62mol/L的Co(NO₃)₂溶液加入到混合液K1中，在1000r/min條件下攪拌3分鐘，得到混合液L1；

(8)將物質C加入到混合液L1中，在溫度為30℃的搖床中搖動15分鐘，過濾除去液體得到物質C1，物質C1在75℃條件下干燥6h，得到物質C2；

(9)將120mL摩爾濃度為0.50mol/L的Cu(NO₃)₂溶液和80mL摩爾濃度為0.60mol/L的Co(NO₃)₂溶液加入到混合液K2中，在1000r/min條件下攪拌3分鐘，得到混合液L2；