鉍酸鋅-鍺酸鈰納米棒復合生物濾料的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)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】
[0002] 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 研宄興趣。
[0003] 目前已有專利報道了多種生物濾料，例如國家發(fā)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(fā)明專利號：ZL201010018383. 7)以凹土、硅藻土、粉煤灰 和煤粉為原料，在950-1050°C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(fā)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(fā)明專利【申請?zhí)枴?01410319474. 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°C烘烤16-24h，1300-1500°C煅燒2-4h 制備出了鎂橄欖石生物濾料。國家發(fā)明專利"一種煙氣除臭生物濾料制作方法"（發(fā)明專利 【申請?zhí)枴?01410223025.8)以70-75%含水率的活性污泥、活性碳、秸桿和腐熟劑為原料，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(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)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(wěn)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。
[0005] 本發(fā)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：
[0006] 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%。
[0007] 所述祕酸鋅納米棒的直徑為70nm、長度為500nm_lym。
[0008] 所述鍺酸鋪納米棒的直徑為50nm、長度為2ym。
[0009] 本發(fā)明所提供的鉍酸鋅納米棒的具體制備方法如下：
[0010] 以祕酸鈉、乙酸鋅作為原料，水為溶劑，其中祕酸鈉與乙酸鋅的摩爾比為1:1，將祕 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°C、保溫12_24h，其 中鉍酸鈉與乙酸鋅的重量不大于水重量的45%。
[0011] 本發(fā)明所提供的鍺酸鈰納米棒的具體制備方法如下：
[0012] 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°C、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%。
[0013] 本發(fā)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：
[0014] 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l〇〇°C、保溫2-3h，隨后將烘干后的生料球放入馬弗爐中于400-600°C、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。
[0015] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下技術效果：
[0016] 1、本發(fā)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(fā)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(wěn)定性好、耐水性能優(yōu)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。
[0017] 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。
[0018] 3、本發(fā)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(fā) 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】
[0019] 圖1為實施例1制備的鉍酸鋅-鍺酸鈰納米棒復合生物濾料的SM圖像；
[0020] 從圖可以看出鉍酸鋅-鍺酸鈰納米棒復合生物濾料由納米棒和無規(guī)則顆粒 構成，含有高的孔隙率，納米棒的直徑為50-70nm、長度為500nm-2 ym，內部孔尺寸為 300nm-10 u m〇
【具體實施方式】
[0021] 以下結合具體實施例詳述本發(fā)明，但本發(fā)明不局限于下述實施例。
[0022] 實施例1
[0023] 確定鉍酸鋅-鍺酸鈰納米棒復合生物濾料的質量百分比組成如下：
[0024] 鉍酸鋅納米棒50%
[0025] 鍺酸鈰納米棒5%
[0026] 聚丙乙烯10%
[0027] 硅酸鈉3%
[0028] 烷基聚氧乙烯醚5%
[0029]水 27%
[0030] 實施例2
[0031] 確定鉍酸鋅-鍺酸鈰納米棒復合生物濾料的質量百分比組成如下：
[0032] 鉍酸鋅納米棒35%
[0033] 鍺酸鈰納米棒10%
[0034] 聚丙乙烯16%
[0035] 硅酸鈉8%
[0036] 烷基聚氧乙烯醚1%
[0037]水30%
[0038] 實施例3
[0039] 確定鉍酸鋅-鍺酸鈰納米棒復合生物濾料的質量百分比組成如下：
[0040] 鉍酸鋅納米棒42%
[0041] 鍺酸鈰納米棒6%
[0042] 聚丙乙烯11%
[0043] 硅酸鈉4%
[0044] 烷基聚氧乙烯醚2%
[0045] 水35%
[0046] 實施例4
[0047] 確定鉍酸鋅-鍺酸鈰納米棒復合生物濾料的質量百分比組成如下：
[0048] 鉍酸鋅納米棒41%
[0049] 鍺酸鈰納米棒9%
[0050] 聚丙乙烯15%
[0051] 硅酸鈉7%
[0052] 烷基聚氧乙烯醚3%
[0053]水25%
[0054] 實施例5
[0055] 確定鉍酸鋅-鍺酸鈰納米棒復合生物濾料的質量百分比組成如下：
[0056] 鉍酸鋅納米棒37%
[0057] 鍺酸鈰納米棒8%
[0058] 聚丙乙烯14%
[0059] 硅酸鈉7%
[0060] 烷基聚氧乙烯醚4%
[0061]水31%
[0062] 實施例6
[0063] 確定鉍酸鋅-鍺酸鈰納米棒復合生物濾料的質量百分比組成如下：
[0064] 鉍酸鋅納米棒39%
[0065] 鍺酸鈰納米棒7%
[0066] 聚丙乙烯13%
[0067] 硅酸鈉5%
[0068] 烷基聚氧乙烯醚3%
[0069] 水 33%
[0070] 實施例7
[0071] 確定鉍酸鋅-鍺酸鈰納米棒復合生物濾料的質量百分比組成如下：
[0072] 鉍酸鋅納米棒45%
[0073] 鍺酸鈰納米棒6%
[0074] 聚丙乙烯12%
[0075] 硅酸鈉4%
[0076] 烷基聚氧乙烯醚2%
[0077] 水 31%
[0078] 實施例8
[0079] 確定鉍酸鋅-鍺酸鈰納米棒復合生物濾料的質量百分比組成如下：
[0080] 鉍酸鋅納米棒48%
[0081] 鍺酸鈰納米棒7%
[0082] 聚丙乙烯11%
[0083] 硅酸鈉5%
[0084] 烷基聚氧乙烯醚2. 5%
[0085] 水 26. 5%
[0086] 本發(fā)明實施例1到實施例8所得祕酸鋅-鍺酸鋪納米棒復合生物濾料的特征參數 如表1所示：
[0087] 表 1
[0088]
【主權項】
1. 一種鉍酸鋅-鍺酸鈰納米棒復合生物濾料，其特征在于：以質量百分比計，該生物濾 料配方如下： 鉍酸鋅納米棒 35-50% 鍺酸鈰納米棒 5-10% 聚丙乙烯 10-丨6% 硅酸鈉 3-8% 烷基聚氧乙烯醚 1-5% 水 25-35%。2. 如權利要求1所述一種鉍酸鋅-鍺酸鈰納米棒復合生物濾料，其特征在于：所述鉍 酸鋅納米棒的直徑為7〇nm、長度為500nm_lym。3. 如權利要求1所述一種鉍酸鋅-鍺酸鈰納米棒復合生物濾料，其特征在于：所述鍺 酸鈰納米棒的直徑為50nm、長度為2ym。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鉍酸鋅-鍺酸鈰納米棒復合生物濾料，屬于濾料技術領域。該鉍酸鋅-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％。本發(fā)明提供的鉍酸鋅-鍺酸鈰納米棒復合生物濾料表面粗糙，熱穩(wěn)定性好、耐水性能優(yōu)良，孔隙率高、比表面積大、吸附能力強、有利于濾料的成膜與生長等特點，可以脫色降解污水中的有機污染物，在污水處理領域具有良好的應用前景。
【IPC分類】B01J23/18, C02F3/10, B01J31/26, B01J20/26, B01D39/02, C02F3/34, B01J20/30
【公開號】CN104944597
【申請?zhí)枴緾N201510336598
【發(fā)明人】裴立宅, 吳勝華
【申請人】安徽工業(yè)大學
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年6月17日