專利名稱：一種曝氣裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種曝氣裝置。
技術(shù)背景
為了保證污水處理池中活性污泥的活性，需要在污水處理過程中利用曝氣裝置向曝氣池內(nèi)供應(yīng)氧氣或者空氣。曝氣不僅使池內(nèi)液體與空氣或者氧氣接觸充氧，而且由于攪動液體，加速了空氣中氧向液體中的轉(zhuǎn)移，從而完成充氧的目的。此外，曝氣還有防止池內(nèi)懸浮體下沉，加強(qiáng)池內(nèi)有機(jī)物與微生物與溶解氧接觸的目的，從而保證池內(nèi)微生物在有充足溶解氧的條件下，對污水中有機(jī)物的氧化分解作用。但是，現(xiàn)有技術(shù)的曝氣裝置的功能單一，不利于實現(xiàn)長時間、穩(wěn)定的處理污水。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種新的兼具曝氣功能和沖洗功能的曝氣裝置。
本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在進(jìn)行長時間的污水處理后，由于污水處理用的過濾裝置， 如生物膜過濾膜的表面很容易被阻塞，反沖洗周期較短，因此，需要暫停裝置的運(yùn)行，對生物膜過濾膜進(jìn)行反沖洗以將附著在膜表面的污垢沖走后才能使過濾膜繼續(xù)良好的工作，因此，無法實現(xiàn)連續(xù)的污水處理，從而增加了污水處理的運(yùn)行成本，降低了處理效率。
本發(fā)明提供了一種曝氣裝置，其中，該曝氣裝置是由含有硅砂的多孔材料構(gòu)成的成型體，所述成型體內(nèi)包括空腔，所述多孔材料的微孔直徑為100-480微米，孔隙率為 5-10%。
本發(fā)明提供的曝氣裝置主要成分為硅砂和粘結(jié)劑，因此，一方面可以方便地通過調(diào)節(jié)硅砂的顆粒大小、形狀和粘結(jié)劑的用量調(diào)整構(gòu)成成型體的多空材料的微孔直徑和孔隙率，使得通入空腔中的空氣或氧氣能夠從曝氣裝置表面均勻地排出，一方面能夠完成充氧的目的以及加強(qiáng)污水中的有機(jī)物與微生物與溶解氧接觸的目的，從而保證池內(nèi)微生物在有充足溶解氧的條件下，對污水中有機(jī)物的氧化分解作用，另一方面，同時能夠沖刷掉過濾膜上粘附的污垢，延長過濾膜的反沖洗周期而有利于夠長時間、穩(wěn)定的工作。再者，也正是由于本發(fā)明提供的曝氣裝置主要成分為硅砂和粘結(jié)劑，使得本發(fā)明提供的曝氣裝置具有很強(qiáng)的抗腐蝕的能力。此外，還是由于本發(fā)明提供的曝氣裝置主要成分為硅砂和粘結(jié)劑，因此， 制備過程簡單，成本低。因此，本發(fā)明提供的曝氣裝置特別適合規(guī)模化的工業(yè)應(yīng)用。


圖1為本發(fā)明提供的曝氣裝置的立體圖2為本發(fā)明提供的曝氣裝置的正視圖3為本發(fā)明提供的曝氣裝置的A-A剖視圖4為本發(fā)明提供的曝氣裝置的B-B剖視1為進(jìn)氣口，2為空腔。
具體實施方式
按照本發(fā)明，所述曝氣裝置是由含有硅砂的多孔材料構(gòu)成的成型體，所述成型體內(nèi)包括空腔，由于本發(fā)明所述曝氣裝置的主要成分為硅砂和粘結(jié)劑，因此，可以方便地通過調(diào)節(jié)硅砂的顆粒大小、形狀和粘結(jié)劑的用量調(diào)整構(gòu)成成型體的多空材料的微孔直徑和孔隙率，使得通入空腔中的空氣或氧氣能夠從曝氣裝置表面均勻地排出，優(yōu)選情況下，為了更易于氣體的排出以及綜合考慮成本，所述多孔材料的微孔直徑為100-480微米，更優(yōu)選為 200-420微米；孔隙率為5-10%，更優(yōu)選為5-8%。
其中，所述多孔材料的微孔直徑可以通過電子顯微鏡測得。所述多孔材料的孔隙率可以通過本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的排水法測得。例如先測量曝氣板的長度、寬度、厚度， 計算出其總體積V ；并根據(jù)空腔體積計算氣體通道的體積Vi ；將曝氣板緩慢放入盛滿水的容器(記錄水的體積)中，測量溢出水的重量，根據(jù)水的密度(P水=lg/cm3)計算溢出的水的體積V2，即曝氣板所用砂子和樹脂所占的體積；曝氣板孔隙率P空隙=(V-V1-V2/ V) X 100%。
本發(fā)明對所述曝氣裝置的形狀以及空腔的形狀沒有特別要求，可以為各種形狀。 為了便于制備，且利于實現(xiàn)被鼓出的氣體的沖刷效果，所述成型體為板狀，所述空腔的形狀為柱狀，例如，長方體、正方體或圓柱體。另外需要說明的是，所述板狀成型體僅為本發(fā)明所述曝氣裝置的優(yōu)選結(jié)構(gòu)，本發(fā)明曝氣裝置不限于上述結(jié)構(gòu)，還可以為其它的任意結(jié)構(gòu)，如球體，橢球體等，以適應(yīng)應(yīng)用中的不同外觀的需求。
如圖1所示，按照一種優(yōu)選的實施方式，本發(fā)明提供的曝氣裝置為板狀成型體，圖 2為圖1所示的板狀成型體的主視圖，如圖3所示(所述圖3為曝氣裝置的A-A剖視圖)， 進(jìn)氣口 1設(shè)置在所述成型體的一側(cè)并與內(nèi)部的空腔相通。如圖4所示(所述圖4為曝氣裝置的B-B剖視圖)，為了更利于氣體的均勻分布以及均勻鼓出，所述柱狀空腔的個數(shù)優(yōu)選為多個，且多個柱狀空腔平行排列，更優(yōu)選情況下，多個平行排列的柱狀空腔等距。
本發(fā)明對所述空腔的總體積沒有特別要求，例如，可以為成型體的體積的 10-90%，出于效果和成本的綜合考慮，所述空腔的總體積為成型體的體積的20-60%，更優(yōu)選為 20-40%。
按照本發(fā)明，所述曝氣裝置還可以包括附著在成型體至少部分表面的集氣層，所述集氣層用于聚集來自空腔的氣體，使得所述氣體在被集氣層覆蓋的成型體的表面分區(qū)域排出，以提高沖刷的強(qiáng)度而進(jìn)一步改善沖刷效果。
本發(fā)明對所述集氣層的形狀和材質(zhì)沒有特別限定，只要滿足上述要求即可，例如， 所述集氣層可以為不允許水和氣透過的板狀物(例如，塑料板)，板狀物上具有多個通孔， 所述通孔用于聚集來自空腔的氣體，使得所述氣體在被集氣層覆蓋的成型體的表面沿多個通孔排出。更優(yōu)選情況下，所述通孔在板狀物上均勻分布，例如，每平方米的面積上，所述通孔的個數(shù)可以為100-235，更優(yōu)選為120-150 ；所述通孔的孔直徑可以為1_2厘米，優(yōu)選為 1-1. 5厘米；相鄰?fù)组g的間距可以為0. 3-0. 8厘米，優(yōu)選為0. 4-0. 6厘米。
按照本發(fā)明，所述集氣層在成型體表面的附著面積沒有特別限定，為了提高沖刷效果并同時滿足曝氣量的需要，優(yōu)選使所述集氣層附著在成型體至少90%的表面上。
按照本發(fā)明，將所述集氣層附著在成型體表面的方法可以為本領(lǐng)域所公知的各種常規(guī)的方法，例如，用粘合劑將集氣層粘結(jié)在成型體的表面上，或者用固定裝置，如螺栓固定在成型體的表面。本發(fā)明對所述集氣層的厚度沒有特別限定，一般可以為0. 1-0. 5厘米， 優(yōu)選為0. 3-0. 5厘米。例如，可以在集氣層和成型體表面之間形成粘結(jié)劑層，所述粘結(jié)劑層使集氣層和成型體緊密貼合；所述粘結(jié)劑層的厚度只要能夠保證使集氣層和成型體緊密貼合并能夠同時滿足集氣層的集氣要求即可，優(yōu)選情況下，所述粘結(jié)劑層的厚度可以為5-30 微米。所述形成粘結(jié)劑層的方法可以包括將粘結(jié)劑進(jìn)行涂覆、噴涂或滾涂的方法。所述形成粘結(jié)劑層的粘結(jié)劑可以為各種常規(guī)的粘結(jié)劑，例如，環(huán)氧樹脂、聚偏氟乙烯樹脂、水玻璃、 酚醛樹脂、丙烯酸樹脂、聚胺脂樹脂和硅酸鹽水泥中的一種或多種；優(yōu)選為疏水性粘合劑。
按照本發(fā)明，如圖1或圖2所示，為了便于將空氣或者氧氣通入所述曝氣裝置中， 以實現(xiàn)氣體從空腔通過曝氣裝置表面被鼓出，該成型體還包括至少一個進(jìn)氣口，具體如圖 3所示，所述進(jìn)氣口與空腔連通。所述進(jìn)氣口的個數(shù)可以為一個，該進(jìn)氣口可以與任意一個空腔相通，所述進(jìn)氣口的個數(shù)也可以為多個，使每個空腔均對應(yīng)至少一個進(jìn)氣口。所述進(jìn)氣口可以設(shè)置在所述成型體的任意一個表面，只要保證能夠與空腔相連通，保證能夠相所述曝氣板內(nèi)鼓入空氣即可，優(yōu)選情況下，所述板狀成型體中包括多個圓柱形空腔，為了方便操作，并節(jié)省空間，可以在成型體的側(cè)面開設(shè)進(jìn)氣口，更優(yōu)選在與空腔的兩個端部臨近的成型體的側(cè)面設(shè)置進(jìn)氣口，使其與空腔相連通，并可以間歇或者連續(xù)向其中鼓入空氣或者氧氣。曝氣裝置根據(jù)需要還可以做成不同的規(guī)格，例如，所述曝氣裝置的長寬高可以分別為150毫米X150毫米X30毫米，所述曝氣裝置內(nèi)部具有4-8個圓柱形空腔，空腔直徑可以為0. 6-0. 8厘米，在所述曝氣裝置的表面具有集氣層，集氣層厚度可以為0. 3-0. 5cm(其中一個空腔與進(jìn)氣口相通)。如圖2所示所述曝氣裝置的長寬高分別為400毫米X250毫米X 25毫米，所述曝氣裝置內(nèi)部具有10-14個圓柱形空腔，空腔直徑可以為0. 6-0. 8厘米， 在所述曝氣裝置的表面具有集氣層，集氣層厚度可以為0. 3-0. 5厘米(其中一個空腔與進(jìn)氣口相通)。
按照本發(fā)明，所述多孔材料是通過將硅砂和第一粘結(jié)劑混合并經(jīng)固化而形成的。
本發(fā)明對于上述固化的條件也沒有特別限定，只要所述固化的條件足以使所述第一粘結(jié)劑固化即可。本發(fā)明中，所述固化是指膠粘劑由液態(tài)或半固態(tài)轉(zhuǎn)變成為固態(tài)并具有一定的強(qiáng)度。一般地，所述固化的條件包括溫度為20-150°C，時間為1-80小時。優(yōu)選地， 所述固化的條件包括溫度為30-120°C，時間為3-72小時。其中，在多孔材料中形成空腔的方法可以為一次成型。
本發(fā)明對所述第一粘結(jié)劑的種類沒有特別限定，可以為本領(lǐng)域常用的各種粘結(jié)劑。本發(fā)明的發(fā)明人為了進(jìn)一步完善曝氣裝置的性能，以優(yōu)化所述曝氣裝置的透氣不透水的功能，而使水不會回滲入曝氣裝置的空腔內(nèi)而影響氣體的鼓出，所述第一粘結(jié)劑優(yōu)選為疏水性樹脂膠粘劑。例如，疏水性環(huán)氧樹脂膠粘劑、疏水性酚醛樹脂膠粘劑、疏水性聚氨酯樹脂膠粘劑、疏水性不飽和聚酯膠粘劑及疏水性硅樹脂膠粘劑中的一種或多種，以實現(xiàn)更好的防水性。
按照本發(fā)明，所述第一粘結(jié)劑的用量可以在較大范圍內(nèi)變動，以100重量份硅砂為基準(zhǔn)，第一粘結(jié)劑的量可以為1-15重量份，為了進(jìn)一步保證所述由多孔材料構(gòu)成的成型體的力學(xué)性能，以100重量份硅砂為基準(zhǔn)，第一粘結(jié)劑的量優(yōu)選為2-10重量份。
按照本發(fā)明，為了進(jìn)一步提高由多孔材料構(gòu)成的成型體的力學(xué)性能，以及保證使5其具有更均勻一致的孔隙大小以達(dá)到均勻鼓氣的效果，所述硅砂優(yōu)選為覆膜硅砂，所述覆膜硅砂為表面包覆有包覆層的硅砂，所述包覆層為固化的第二粘結(jié)劑。
在確保最終的成型體的力學(xué)性能的前體下，從進(jìn)一步降低成本的角度出發(fā)，第二粘結(jié)劑的用量使得以覆膜硅砂的總重量為基準(zhǔn)，所述覆膜硅砂表面包覆的包覆層的含量為 0. 1-8 重量 ％。
所述第二粘結(jié)劑可以為本領(lǐng)域常用的各種有機(jī)膠粘劑。優(yōu)選地，以優(yōu)化所述曝氣裝置的透氣不透水的功能，而使水不會回滲入曝氣裝置的空腔內(nèi)而影響氣體的鼓出，所述第二粘結(jié)劑優(yōu)選為疏水性樹脂膠粘劑。上述膠粘劑對硅砂具有良好的粘附力，并且具有良好的耐候性，可以使得最終的成型體具有優(yōu)異的綜合性能。
進(jìn)一步優(yōu)選地，所述第二粘結(jié)劑為與所述第一粘結(jié)劑相同。在所述第二粘結(jié)劑為與所述第一粘結(jié)劑相同時，相同種類的粘結(jié)劑之間的相容性更好，可以進(jìn)一步提高第一粘結(jié)劑與硅砂之間的界面強(qiáng)度，進(jìn)而使得最終的成型體具有更高的強(qiáng)度。
優(yōu)選情況下，所述疏水性樹脂膠粘劑選自疏水性環(huán)氧樹脂膠粘劑、疏水性酚醛樹脂膠粘劑、疏水性聚氨酯樹脂膠粘劑、疏水性不飽和聚酯膠粘劑和疏水性硅樹脂膠粘劑中的至少兩種，任意兩種疏水性樹脂膠粘劑之間的質(zhì)量比為1 0.1-10。按照該優(yōu)選實施方式，可以進(jìn)一步提高由覆膜硅砂形成的多孔材料成型體的防水性和透氣性。
根據(jù)本發(fā)明，所述疏水性環(huán)氧樹脂膠粘劑是指以疏水性環(huán)氧樹脂為基料的一種熱固性膠粘劑，含有疏水性環(huán)氧樹脂和環(huán)氧樹脂固化劑。使用前，所述疏水性環(huán)氧樹脂與所述環(huán)氧樹脂固化劑分開存放，使用時將二者混合即可。
按照本發(fā)明，所述疏水性環(huán)氧樹脂可以為常規(guī)的各種為疏水性環(huán)氧樹脂，優(yōu)選為縮水甘油醚類環(huán)氧樹脂、縮水甘油酯類環(huán)氧樹脂、縮水甘油胺類環(huán)氧樹脂、線型脂肪族類環(huán)氧樹脂、脂環(huán)族類環(huán)氧樹脂、聚硫醇橡膠改性環(huán)氧樹脂、聚酰胺樹脂改性環(huán)氧樹脂、聚乙烯醇叔丁醛改性環(huán)氧樹脂、丁腈橡膠改性環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂改性環(huán)氧樹脂、聚酯樹脂改性環(huán)氧樹脂、尿醛三聚氰胺樹脂改性環(huán)氧樹脂、糠醛樹脂改性環(huán)氧樹脂、乙烯樹脂改性環(huán)氧樹脂、異氰酸酯改性環(huán)氧樹脂和硅樹脂改性環(huán)氧樹脂中的一種或多種。所述疏水性環(huán)氧樹脂可以商購得到，也可以通過常規(guī)的制備方法制得。
例如，所述疏水性環(huán)氧樹脂可以通過如下的方法之一進(jìn)行改性而獲得
方法一將環(huán)氧樹脂，如雙酚A型環(huán)氧樹脂，與油溶性的單體共聚，所述油溶性的單體可以選自丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯、乙基丙烯酸酯、醋酸乙烯酯、乙酸烯丙酯、 乙烯基磺酸鈉、甲基乙烯基醚、甲基烯丙基醚、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酸二甲氨基丙酯、丙烯酸二乙氨基丙酯、丙烯酸二甲氨基丁酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和甲基丙烯酸二乙氨基乙酯中的任一種。共聚的條件可以為環(huán)氧樹脂與油溶性單體的摩爾比可以為1 0. 1-0.5，共聚的溫度可以為80-1201，共聚的時間可以為2-6小時。所述共聚可以在反應(yīng)介質(zhì)中進(jìn)行，反應(yīng)介質(zhì)可以為能夠溶解所述反應(yīng)原料并且不與所述反應(yīng)原料反應(yīng)的溶劑，如丙酮、四氫呋喃或二氯乙烷中的至少一種，反應(yīng)介質(zhì)的量只要滿足使所述反應(yīng)原料完全溶解即可。
方法二 將環(huán)氧樹脂接枝改性劑，形成接枝聚合物；改性的條件可以包括溫度可以為80-150°C，時間可以為0. 5-6小時，改性劑與環(huán)氧樹脂的用量比為摩爾比可以為 0.01-0.1 1。所述改性劑可以選自硅氧烷、有機(jī)硅、聚氨酯或偏氯乙烯等中的至少一種。
方法三將環(huán)氧樹脂的親水性基團(tuán)(如羥基)與疏水的功能單體發(fā)生反應(yīng)，將疏水的功能單體連接到環(huán)氧樹脂上；疏水性的功能單體優(yōu)選為苯甲醛和/或烷基苯甲醛，利用羥基與醛基的反應(yīng)。所述烷基苯甲醛可以包括一個或多個烷基，每個烷基的碳原子數(shù)可以為 1-10。
用于所述疏水性環(huán)氧樹脂的固化劑可以為常規(guī)的各種用于疏水性環(huán)氧樹脂的固化劑，例如，可以選自脂肪胺固化劑、脂環(huán)胺固化劑、芳香胺固化劑、聚酰胺固化劑、酸酐固化劑、叔胺固化劑中的一種或多種。
根據(jù)本發(fā)明，所述疏水性酚醛樹脂膠粘劑是由熱固性酚醛樹脂制成的膠粘劑，所述疏水性酚醛樹脂膠粘劑含有疏水性酚醛樹脂和酚醛樹脂固化劑。使用前，所述疏水性酚醛樹脂與所述酚醛樹脂固化劑分開存放，使用時將二者混合即可。
所述疏水性酚醛樹脂可以為常規(guī)的各種疏水性酚醛樹脂，優(yōu)選為二甲苯改性酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂改性酚醛樹脂和有機(jī)硅改性酚醛樹脂中的一種或多種。所述疏水性酚醛樹脂可以商購得到，也可以通過常規(guī)的制備方法制得。
用于所述疏水性酚醛樹脂的固化劑可以為常規(guī)的各種用于所述疏水性酚醛樹脂的固化劑，例如，六次甲基四胺。
根據(jù)本發(fā)明，所述疏水性聚氨酯膠粘劑可以為常規(guī)的各種疏水性聚氨酯膠粘劑， 例如，由有機(jī)多異氰酸酯及聚醚、聚酯等低聚物中的一種或多種與多元醇制備而得。從方便操作和降低成本的角度出發(fā)，本發(fā)明優(yōu)選將有機(jī)多異氰酸酯及聚醚、聚酯等低聚物和多元醇分開存放，使用時再將二者混合。所述疏水性聚氨酯樹脂可以商購得到，也可以通過常規(guī)的制備方法制得。
用于所述疏水性聚氨酯樹脂的固化劑可以為常規(guī)的各種用于疏水性聚氨酯樹脂的固化劑，例如，可以選自甲苯二異氰酸酯(TDI)和三羥甲基丙烷(TMP)的加成物、甲苯二異氰酸酯和含羥基組份的預(yù)聚物和甲苯二異氰酸酯的三聚體中的一種或多種。所述含羥基組份可以為二元醇、多元醇、醇胺、芳香族二元胺和二元羧酸(酐、酯)中的一種或多種。
根據(jù)本發(fā)明，所述疏水性硅樹脂膠粘劑可以為常規(guī)的各種疏水性硅樹脂膠粘劑。 例如，由甲基三氯硅烷和/或苯基三氯硅烷交聯(lián)得到，或者甲基三氯硅烷和/或苯基三氯硅烷與二甲基二氯硅烷、二苯基二氯硅烷、甲基苯基二氯硅烷中的一種或多種交聯(lián)得到。所述疏水性硅樹脂可以商購得到，也可以通過常規(guī)的制備方法制得。
用于所述疏水性硅樹脂的固化劑可以為常規(guī)的各種用于所述疏水性硅樹脂的固化齊U，例如，可以為二丁基二月桂酸錫和/或N，N，N' ,N'-四甲基胍鹽。
根據(jù)本發(fā)明，所述疏水性不飽和聚酯膠粘劑含有疏水性不飽和聚酯和不飽和聚酯固化劑。
所述疏水性不飽和聚酯可以為常規(guī)的各種為疏水性不飽和聚酯，例如，可以為雙酚A型不飽和聚酯、乙烯基樹脂、商代不飽和聚酯、鄰苯型不飽和聚酯以及間苯型不飽和聚酯的一種或多種。所述疏水性不飽和聚脂可以商購得到，也可以通過常規(guī)的制備方法制得。
用于所述疏水性不飽和聚酯的固化劑可以為常規(guī)的各種用于疏水性不飽和聚酯的固化劑，例如，常溫時可以為過氧化酮和環(huán)烷酸鈷；加熱時可以為過氧化苯甲酸叔丁酯、 過氧化二碳酸酯、二烷基過氧化物、過氧化辛酸叔己酯和過氧化二碳酸雙酯中的一種或幾種。
上述用于不同疏水性樹脂的固化劑的量可以為其常規(guī)含量，優(yōu)選為所述疏水性樹脂的10-40重量％。
按照本發(fā)明，所述覆膜硅砂的制備方法包括將硅砂與疏水性樹脂和固化劑混合， 攪拌均勻，成型固化。
所述固化的條件(覆膜硅砂的固化條件)可以根據(jù)第二粘結(jié)劑所使用的具體的膠粘劑的種類進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇，沒有特別限定。一般地，所述固化的條件包括固化的時間為 0. 5-30分鐘，固化的溫度為50-400°C。優(yōu)選地，所述固化的條件包括固化的時間為1_20 分鐘，固化的溫度為80-240°C。所述疏水性樹脂的用量只要保證包覆層的含量占具有包覆層的硅砂的總重量的0. 1-8重量％即可。
優(yōu)選情況下，該方法還包括冷卻、破碎、篩分得到的覆膜硅砂的步驟，以控制疏水顆粒的粒徑。對冷卻的條件沒有特別要求，優(yōu)選冷卻至室溫。此外，可以采用常規(guī)的破碎和篩分方法。
優(yōu)選情況下，在將硅砂與疏水性樹脂和固化劑混合之前，還可以先用油性物質(zhì)浸泡所述硅砂顆粒，使浸泡后的顆粒具有更好的疏水效果，且更易于與疏水性樹脂發(fā)生反應(yīng)， 所述油性物質(zhì)可以選正己烷、120#溶劑油、菜子油、花生油、葵花子油、大豆油和色拉油中的至少一種。
本發(fā)明對攪拌的時間沒有特別的要求，只要使疏水性樹脂均勻地附著在硅砂顆粒的表面即可。攪拌時間優(yōu)選為0. 5-10分鐘，優(yōu)選為1-5分鐘。
按照本發(fā)明，所述硅砂可以為各種可以硅砂，例如，可以選自風(fēng)積沙、人造砂、再生砂、河沙和海砂和山砂中的一種或多種。所述硅砂的粒徑可以根據(jù)具體的使用要求而定。優(yōu)選情況下，所述硅砂的顆粒直徑可以為100-480微米，優(yōu)選為250-420微米。硅砂的圓球度越好，越能夠保證硅砂直徑的孔隙較小、且均勻，從而進(jìn)一步提高均勻透氣的效果。因此，所述硅砂的圓球度可以為0. 5-0. 95，優(yōu)選為0. 7-0. 95。其中，“圓球度”指顆粒棱角的相對銳度或曲率的量度，也可以指顆粒接近球形的程度；圓球度的測定方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，例如，可采用圖版法進(jìn)行測定。為了達(dá)到本發(fā)明所要求的圓球度要求，可以采用對硅砂進(jìn)行球磨等本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的控制方法來滿足硅砂圓球度的需要。
下面將通過具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
在下述制備實施例中，用電子顯微鏡測定得到的過濾層以及透水性支撐體層的微孔直徑；并采用本發(fā)明所述的排水法測得孔隙率。
在以下實施例中，石英砂購自永登藍(lán)天石英砂有限公司。
疏水性樹脂及固化劑的廠家和牌號如下
液體聚乙烯醇叔丁醛改性環(huán)氧樹脂山東圣泉化工股份有限公司，PF5415
聚酰胺樹脂改性環(huán)氧樹脂福清王牌精細(xì)化工有限公司，Kingcure400
二甲苯改性酚醛樹脂山東圣泉化工股份有限公司，EXP0351
有機(jī)硅樹脂道康寧(美國)，EEllOO
聚氨酯樹脂山東圣泉化工股份有限公司，EXP03^
環(huán)氧樹脂改性酚醛樹脂山東圣泉化工股份有限公司，EXP0295
縮水甘油醚類環(huán)氧樹脂山東圣泉化工股份有限公司，PF5405
乙烯樹脂改性環(huán)氧樹脂山東圣泉化工股份有限公司，PF5312
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聚酰胺固化劑福清王牌精細(xì)化工有限公司，Kingcure540W60
脂環(huán)胺江陰天星保溫材料有限公司，TX-8100
六次甲基四胺固化劑江陰天星保溫材料有限公司
二丁基二月桂酸錫上海元吉化工有限公司
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芳香胺天津潤升化工商貿(mào)有限公司，AncamineDL-50
制備實施例1
本實施例用于說明本發(fā)明提供的覆膜硅砂的制備。
分別將100克粒徑為70目QM微米)、圓球度為0. 8的石英砂顆粒和粒徑為140 目(105微米)、圓球度為0. 8的石英砂顆粒加熱至50°C，之后，加入液體聚乙烯醇叔丁醛改性環(huán)氧樹脂6克，充分?jǐn)嚢?，再加入聚酰胺固化?克，攪拌均勻，使得環(huán)氧樹脂在石英砂顆粒表面覆膜；然而，冷卻至室溫，破碎、篩分后得到疏水顆粒，通過增重法，計算出，以具有聚合物包覆層的硅砂為基準(zhǔn)，聚合物包覆層的含量為7重量％。
制備實施例2
本實施例用于說明本發(fā)明提供的覆膜硅砂的制備。
按照實施例1的方法，并利用如表1所示的原料，分別將100克粒徑為40目050 微米)、圓球度為0. 65的石英砂顆粒和粒徑為70目QM微米)、圓球度為0. 65的石英砂顆粒制備成具有聚合物包覆層的疏水顆粒。
制備實施例3-8
本實施例用于說明本發(fā)明提供的覆膜硅砂的制備。
按照實施例1的方法，并利用如表1所示的原料，分別制得疏水顆粒，其中，制備實施例3中所用的石英砂顆粒直徑為280微米，制備實施例4中石英砂顆粒直徑為IM微米， 制備實施例5和6中石英砂顆粒直徑為315微米，制備實施例7中石英砂顆粒直徑為355 微米，制備實施例8中石英砂顆粒直徑為200微米。
表 權(quán)利要求
1.一種曝氣裝置，其特征在于，該曝氣裝置是由含有硅砂的多孔材料構(gòu)成的成型體，所述成型體內(nèi)包括空腔，所述多孔材料的微孔直徑為100-480微米，孔隙率為5-10%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曝氣裝置，其中，所述多孔材料的微孔直徑為200-420微米， 孔隙率為5-8%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曝氣裝置，其中，所述成型體為板狀，所述空腔的形狀為柱狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的曝氣裝置，其中，所述柱狀空腔的個數(shù)為多個，多個柱狀空腔平行排列，多個平行排列的柱狀空腔等距。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項所述的曝氣裝置，其中，所述空腔的總體積為成型體的體積的10-90%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曝氣裝置，其中，該裝置還包括附著在成型體至少部分表面的集氣層，所述集氣層用于聚集來自空腔的氣體，使得所述氣體在被集氣層覆蓋的成型體的表面分區(qū)域排出。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的曝氣裝置，其中，所述集氣層為不允許水和氣透過的板狀物， 板狀物上具有多個通孔，所述通孔用于聚集來自空腔的氣體，使得所述氣體在被集氣層覆蓋的成型體的表面沿多個通孔排出。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的曝氣裝置，其中，所述通孔在板狀物上均勻分布，每平方米的面積上，所述通孔的個數(shù)為100-235個；所述通孔的孔直徑為1-2厘米，相鄰?fù)组g的間距為0. 3-0. 8厘米。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的曝氣裝置，其中，所述集氣層附著在成型體至少90%的表面上。
10.根據(jù)權(quán)利要求7-9中任意一項所述的曝氣裝置，其中，所述集氣層的厚度為 0. 1-0. 5 厘米。
11.根據(jù)權(quán)利要求1、3-5和6-9中任意一項所述的曝氣裝置，其中，該成型體還包括至少一個進(jìn)氣口，所述進(jìn)氣口與空腔連通。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曝氣裝置，其中，所述多孔材料是通過將硅砂和第一粘結(jié)劑混合并經(jīng)固化而形成的；以100重量份硅砂為基準(zhǔn)，第一粘結(jié)劑的量為1-15重量份。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的曝氣裝置，其中，所述硅砂為覆膜硅砂，所述覆膜硅砂為表面包覆有包覆層的硅砂，所述包覆層為固化的第二粘結(jié)劑。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的曝氣裝置，其中，第二粘結(jié)劑的用量使得以覆膜硅砂的總重量為基準(zhǔn)，所述覆膜硅砂表面包覆的包覆層的含量為0. 1-8重量％。
15.根據(jù)權(quán)利要求1、12或13所述的曝氣裝置，其中，所述硅砂的顆粒直徑為100-480 微米，圓球度為0. 5-0. 95。
全文摘要
曝氣裝置，該曝氣裝置是由含有硅砂的多孔材料構(gòu)成的成型體，所述成型體內(nèi)包括空腔，所述多孔材料的微孔直徑為100-480微米，孔隙率為5-10％。本發(fā)明提供的曝氣裝置兼具曝氣功能和沖洗功能，克服了現(xiàn)有技術(shù)的曝氣裝置的表面易堵塞，反沖洗周期短的問題，此外，本發(fā)明提供的曝氣裝置的制作過程簡單、成本低，可以實現(xiàn)污水處理的連續(xù)運(yùn)行。
文檔編號C02F3/30GK102531158SQ20101061206
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月29日
發(fā)明者秦升益 申請人:北京仁創(chuàng)科技集團(tuán)有限公司