一種鐵酸釹納米線復(fù)合生物濾料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于污水生物處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種污水處理用鐵酸釹納米線復(fù)合 生物濾料。
【背景技術(shù)】
[0002] 曝氣生物濾池是污水處理的重要設(shè)備，生物濾料是曝氣生物濾池的關(guān)鍵材料，決 定了曝氣生物濾池的除污效率。在使用過程中，生物濾料在濾池中形成生物膜，可以過濾水 中懸浮的固體污染物，污水中的有機(jī)污染物經(jīng)濾料表面的微生物好氧代謝而降解，所以生 物濾料是污水處理的重要研宄內(nèi)容之一。
[0003] 無機(jī)生物濾料是常用的生物濾料，目前已有專利報(bào)道了多種無機(jī)生物濾料。國家 發(fā)明專利"生物濾料及其制備方法"（發(fā)明專利【申請?zhí)枴?01310662817. 0)以磁鐵礦、牡蠣殼 粉、紅土礦、硅藻土和煤灰為原料，在85-105°C下烘干，然后再于800-900°C煅燒制備出了 一種生物濾料。國家發(fā)明專利"一種曝氣生物濾池用雙層復(fù)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(jié) 20min制備出了一種雙層復(fù)合生物濾料，內(nèi)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"一種生物濾料及其制備方法"（發(fā)明專利【申請?zhí)枴?00810028919.6) 以黏土、粉煤灰、原煤、碳酸鈣與電石為原料，于1050-1200°C煅燒后，制備出了粒徑為 4-10_的生物濾料。雖然目前的生物濾料可以用于污水處理，但是也存在制備溫度高，濾料 表面會產(chǎn)生硬殼，不利于微生物的生長，或者生物相容性較差，存在污水脫色效果差，或者 比表面積小、孔隙率低、使用壽命短等缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供鐵酸釹納米線作為主要原料，引入粘土，添加聚甲基丙烯 酸甲脂、聚乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮等成分，得到具有比表面積大、孔隙率高、吸附能力強(qiáng)、 化學(xué)與熱穩(wěn)定性好、污水脫色能力強(qiáng)、有利于生物膜的形成和微生物生長等特點(diǎn)的鐵酸釹 納米線復(fù)合生物濾料。
[0005] 本發(fā)明所提供的鐵酸釹納米線復(fù)合生物濾料的質(zhì)量百分比組成如下：
[0006] 鐵酸釹納米線40-50%、聚甲基丙烯酸甲脂6-15%、聚乙二醇5-9%、聚乙烯吡咯 烷酮 1-5%、粘土 8-16%、水 25-35%。
[0007] 所述鐵酸釹納米線的直徑為50nm、長度為20 μ m。
[0008] 本發(fā)明所提供的鐵酸釹納米線的具體制備方法如下：
[0009] 以高鐵酸鉀、乙酸釹作為原料，水為溶劑，其中高鐵酸鉀與乙酸釹的摩爾比為 1: 1，將高鐵酸鉀、乙酸釹與水均勻混合后置于反應(yīng)容器內(nèi)并密封，于溫度100-200°C、保溫 12-36h，其中高鐵酸鉀與乙酸釹的重量不大于水重量的50%。
[0010] 本發(fā)明所提供的鐵酸釹納米線復(fù)合生物濾料的具體制備方法如下：
[0011] 首先按照比例計(jì)量稱取鐵酸釹納米線、聚甲基丙烯酸甲脂、聚乙二醇、聚乙烯吡 咯烷酮、粘土和水，然后將鐵酸釹納米線、聚甲基丙烯酸甲脂、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮 和粘土混合均勻，再添加水均勻混合。在成球機(jī)中按照成球工藝制備出生料球，成球大小 3-10_。將生料球放入烘箱，于100°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(jié)2-4h，自然冷卻，最后得到了鐵酸釹納米線復(fù)合生物濾料。
[0012] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下技術(shù)效果：
[0013] 1、本發(fā)明采用鐵酸釹納米線作為主要原料、粘土作為增塑劑、聚甲基丙烯酸甲脂 作為成孔劑、聚乙二醇作為粘接劑、聚乙烯吡咯烷酮作為分散劑，形成生料球后在一定溫度 下干燥和燒結(jié)可以制備出鐵酸釹納米線復(fù)合生物濾料。本發(fā)明采用低溫干燥和低溫煅燒工 藝，所得生物濾料表面粗糙，化學(xué)與熱穩(wěn)定性好、耐水性能優(yōu)良，比表面積大、孔隙率高、吸 附能力強(qiáng)、使用壽命長及可重復(fù)使用，有利于微生物的掛膜與生長。
[0014] 2、本發(fā)明采用的鐵酸釹納米線具有有機(jī)污染物光催化降解性能，在可見光作用 下，通過鐵酸釹納米線的光催化作用可以脫色降解污水中的有機(jī)污染物。在使用過程中，生 物濾料在濾池中可以形成生物膜，污水中的有機(jī)污染物經(jīng)濾料表面的微生物好氧代謝而降 解。
[0015] 3、本發(fā)明鐵酸釹納米線復(fù)合生物濾料具有比表面積大、孔隙率高及良好的絮凝 性，可以截留污水中的懸浮物，也可以促進(jìn)污水中膠體污染物的絮凝與沉淀，強(qiáng)化生物濾料 的脫色去污性能。因此，本發(fā)明所得鐵酸釹納米線復(fù)合生物濾料在污水生物處理領(lǐng)域中具 有良好的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0016] 圖1為實(shí)施例1制備的鐵酸釹納米線復(fù)合生物濾料的SEM圖像；
[0017] 從圖可以看出鐵酸釹納米線生物濾料由納米線和無規(guī)則顆粒構(gòu)成，含有高的孔隙 率，納米線的直徑為50nm、長度為20 μπι，內(nèi)部孔尺寸為500nm-20 μπι。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 以下結(jié)合具體實(shí)施例詳述本發(fā)明，但本發(fā)明不局限于下述實(shí)施例。
[0019] 實(shí)施例1
[0020] 確定鐵酸釹納米線復(fù)合生物濾料的質(zhì)量百分比組成如下：
[0021] 鐵酸釹納米線40%
[0022] 聚甲基丙烯酸甲脂15%
[0023] 聚乙二醇5%
[0024] 聚乙烯吡咯烷酮5%
[0025] 粘土 8 %
[0026] 水 27%
[0027] 實(shí)施例2
[0028] 確定鐵酸釹納米線復(fù)合生物濾料的質(zhì)量百分比組成如下：
[0029] 鐵酸釹納米線50%
[0030] 聚甲基丙烯酸甲脂6%
[0031] 聚乙二醇9%
[0032] 聚乙烯吡咯烷酮I %
[0033] 粘土 9 %
[0034] 水 25%
[0035] 實(shí)施例3
[0036] 確定鐵酸釹納米線復(fù)合生物濾料的質(zhì)量百分比組成如下：
[0037] 鐵酸釹納米線41%
[0038] 聚甲基丙烯酸甲脂8%
[0039] 聚乙二醇5%
[0040] 聚乙烯吡咯烷酮1 %
[0041] 粘土 10%
[0042] 水 35%
[0043] 實(shí)施例4
[0044] 確定鐵酸釹納米線復(fù)合生物濾料的質(zhì)量百分比組成如下：
[0045] 鐵酸釹納米線42%
[0046] 聚甲基丙烯酸甲脂9%
[0047] 聚乙二醇6%
[0048] 聚乙烯吡咯烷酮2%
[0049] 粘土 16%
[0050] 水 25%
[0051] 實(shí)施例5
[0052] 確定鐵酸釹納米線復(fù)合生物濾料的質(zhì)量百分比組成如下：
[0053] 鐵酸釹納米線43%
[0054] 聚甲基丙烯酸甲脂12%
[0055] 聚乙二醇5%
[0056] 聚乙烯吡咯烷酮2%
[0057] 粘土 8 %
[0058] 水 30%
[0059] 實(shí)施例6
[0060] 確定鐵酸釹納米線復(fù)合生物濾料的質(zhì)量百分比組成如下：
[0061] 鐵酸釹納米線45%
[0062] 聚甲基丙烯酸甲脂9%
[0063] 聚乙二醇8%
[0064] 聚乙烯吡咯烷酮3%
[0065] 粘土 8 %
[0066] 水 27%
[0067] 實(shí)施例7
[0068] 確定鐵酸釹納米線復(fù)合生物濾料的質(zhì)量百分比組成如下：
[0069] 鐵酸釹納米線46%
[0070] 聚甲基丙烯酸甲脂7%
[0071] 聚乙二醇7%
[0072] 聚乙烯吡咯烷酮2%
[0073] 粘土 10%
[0074] 水 28%
[0075] 實(shí)施例8
[0076] 確定鐵酸釹納米線復(fù)合生物濾料的質(zhì)量百分比組成如下：
[0077] 鐵酸釹納米線48%
[0078] 聚甲基丙烯酸甲脂5%
[0079] 聚乙二醇5%
[0080] 聚乙烯吡咯烷酮2%
[0081] 粘土 9 %
[0082] 水 31%
[0083] 本發(fā)明實(shí)施例1到實(shí)施例8所得鐵酸釹納米線復(fù)合生物濾料的特征參數(shù)如表1所 示：
[0084] 表 1
[0085]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種鐵酸釹納米線復(fù)合生物濾料，其特征在于：以質(zhì)量百分比計(jì)，該復(fù)合生物濾料 配方如下：2. 如權(quán)利要求1所述一種鐵酸釹納米線復(fù)合生物濾料，其特征在于：所述鐵酸釹納米 線的直徑為50nm、長度為20 μπι〇
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鐵酸釹納米線復(fù)合生物濾料，屬于污水生物處理技術(shù)領(lǐng)域。該鐵酸釹納米線復(fù)合生物濾料的質(zhì)量百分比組成如下：鐵酸釹納米線40-50％、聚甲基丙烯酸甲脂6-15％、聚乙二醇5-9％、聚乙烯吡咯烷酮1-5％、粘土8-16％、水25-35％。本發(fā)明以鐵酸釹納米線作為主要原料制備出表面粗糙的球狀生物濾料，具有比表面積大、孔隙率高、吸附能力強(qiáng)、化學(xué)與熱穩(wěn)定好、污水脫色降解能力強(qiáng)、有利于生物膜的形成與生長等特點(diǎn)，在污水生物處理技術(shù)領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。
【IPC分類】B01J20/02, C02F3/10, B01J23/83
【公開號】CN104888684
【申請?zhí)枴緾N201510339001
【發(fā)明人】裴立宅, 吳勝華
【申請人】安徽工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年6月17日