CN108236810A - 一种用于工业废水处理的过滤材料及其制备工艺 - Google Patents

一种用于工业废水处理的过滤材料及其制备工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于工业废水处理的过滤材料及其制备工艺，过滤材料组分按重量份数包括烯丙基磺酸钠10‑20份、纳米改性活性炭5‑15份、石墨烯4‑12份、麦饭石3‑9份、硅藻土8‑18份、膨润土10‑20份、碳酸钙10‑20份、改性凹凸棒土5‑15份、双硬脂酰基二乙烯三胺4‑12份、氧化钛3‑9份以及多孔陶瓷基体2‑6份，本发明制备工艺简单，制得的过滤材料性能稳定，能够在较长时间里有效清除污水中的氮、磷、大肠杆菌等有害物质，环保性能好，能够提高排放水的水质。

Description

一种用于工业废水处理的过滤材料及其制备工艺
技术领域
本发明涉及过滤材料制备技术领域，具体为一种用于工业废水处理的过滤材料及其制备工艺。
背景技术
工业废水，指工艺生产过程中排出的废水和废液，其中含有随水流失的工业生产用料、中间产物、副产品以及生产过程中产生的污染物，是造成环境污染，特别是水污染的重要原因。工业废水的处理虽然早在19世纪末已经开始，但由于许多工业废水成分复杂，性质多变，仍有一些技术问题没有完全解决。
目前，工业废水处理材料能够在一定程度上对水质进行处理，但是其处理效率低，持续时间短，环保性能差，因此，有必要进行改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于工业废水处理的过滤材料及其制备工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于工业废水处理的过滤材料,过滤材料组分按重量份数包括烯丙基磺酸钠10-20份、纳米改性活性炭5-15份、石墨烯4-12份、麦饭石3-9份、硅藻土8-18份、膨润土10-20份、碳酸钙10-20份、改性凹凸棒土5-15份、双硬脂酰基二乙烯三胺4-12份、氧化钛3-9份以及多孔陶瓷基体2-6份。
优选的，过滤材料组分优选的成分配比包括烯丙基磺酸钠15份、纳米改性活性炭10份、石墨烯8份、麦饭石6份、硅藻土13份、膨润土15份、碳酸钙15份、改性凹凸棒土10份、双硬脂酰基二乙烯三胺8份、氧化钛6份以及多孔陶瓷基体4份。
优选的，所述多孔陶瓷基体的微孔大小为 2-8微米，且在所述微孔内形成有绒状的无定型硅-铁-碳结构。
优选的，其制备工艺包括以下步骤：
A、将纳米改性活性炭、石墨烯、麦饭石、硅藻土、膨润土、碳酸钙、改性凹凸棒土、多孔陶瓷基体混合后加入粉碎机中粉碎，粉碎速率为200-400转/分，时间为8min-20min，之后过100目筛，得到混合物A；
B、将烯丙基磺酸钠、双硬脂酰基二乙烯三胺、氧化钛混合后加入搅拌罐中低速搅拌，搅拌速率为60-100转/分，时间为10min-25min，之后静置20min，得到混合物B；
C、在混合物A中加入混合物B，充分混合后进行超声振荡处理，超声功率为1200W，时间为30min，之后进行烘干并造粒。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明制备工艺简单，制得的过滤材料性能稳定，能够在较长时间里有效清除污水中的氮、磷、大肠杆菌等有害物质，环保性能好，能够提高排放水的水质；其中，本发明中添加的多孔陶瓷基体能够在吸水后能够形成吸附膜，能够提高了吸附效果；本发明中添加的石墨烯对有机物有较强的吸附能力，包括微生物难以降解的有机物。污水经石墨烯处理后，BOD 可降低 99%，TOC 可降低 1-2mg/L，同时还具有脱色除臭，吸附除浊之功能；此外，本发明采用的制备工艺操作简单，成本低，能够提高过滤材料的活性。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供如下技术方案：一种用于工业废水处理的过滤材料,过滤材料组分按重量份数包括烯丙基磺酸钠10-20份、纳米改性活性炭5-15份、石墨烯4-12份、麦饭石3-9份、硅藻土8-18份、膨润土10-20份、碳酸钙10-20份、改性凹凸棒土5-15份、双硬脂酰基二乙烯三胺4-12份、氧化钛3-9份以及多孔陶瓷基体2-6份；其中，多孔陶瓷基体的微孔大小为2-8微米，且在所述微孔内形成有绒状的无定型硅-铁-碳结构。
实施例一：
过滤材料组分按重量份数包括烯丙基磺酸钠10份、纳米改性活性炭5份、石墨烯4份、麦饭石3份、硅藻土8份、膨润土10份、碳酸钙10份、改性凹凸棒土5份、双硬脂酰基二乙烯三胺4份、氧化钛3份以及多孔陶瓷基体2份。
本实施例的制备工艺包括以下步骤：
A、将纳米改性活性炭、石墨烯、麦饭石、硅藻土、膨润土、碳酸钙、改性凹凸棒土、多孔陶瓷基体混合后加入粉碎机中粉碎，粉碎速率为200转/分，时间为8min，之后过100目筛，得到混合物A；
B、将烯丙基磺酸钠、双硬脂酰基二乙烯三胺、氧化钛混合后加入搅拌罐中低速搅拌，搅拌速率为60转/分，时间为10min，之后静置20min，得到混合物B；
C、在混合物A中加入混合物B，充分混合后进行超声振荡处理，超声功率为1200W，时间为30min，之后进行烘干并造粒。
实施例二：
过滤材料组分按重量份数包括烯丙基磺酸钠20份、纳米改性活性炭15份、石墨烯12份、麦饭石9份、硅藻土18份、膨润土20份、碳酸钙20份、改性凹凸棒土15份、双硬脂酰基二乙烯三胺12份、氧化钛9份以及多孔陶瓷基体6份。
本实施例的制备工艺包括以下步骤：
A、将纳米改性活性炭、石墨烯、麦饭石、硅藻土、膨润土、碳酸钙、改性凹凸棒土、多孔陶瓷基体混合后加入粉碎机中粉碎，粉碎速率为400转/分，时间为20min，之后过100目筛，得到混合物A；
B、将烯丙基磺酸钠、双硬脂酰基二乙烯三胺、氧化钛混合后加入搅拌罐中低速搅拌，搅拌速率为100转/分，时间为25min，之后静置20min，得到混合物B；
C、在混合物A中加入混合物B，充分混合后进行超声振荡处理，超声功率为1200W，时间为30min，之后进行烘干并造粒。
实施例三：
过滤材料组分按重量份数包括烯丙基磺酸钠12份、纳米改性活性炭6份、石墨烯5份、麦饭石4份、硅藻土10份、膨润土12份、碳酸钙12份、改性凹凸棒土7份、双硬脂酰基二乙烯三胺5份、氧化钛4份以及多孔陶瓷基体3份。
本实施例的制备工艺包括以下步骤：
A、将纳米改性活性炭、石墨烯、麦饭石、硅藻土、膨润土、碳酸钙、改性凹凸棒土、多孔陶瓷基体混合后加入粉碎机中粉碎，粉碎速率为250转/分，时间为10min，之后过100目筛，得到混合物A；
B、将烯丙基磺酸钠、双硬脂酰基二乙烯三胺、氧化钛混合后加入搅拌罐中低速搅拌，搅拌速率为65转/分，时间为12min，之后静置20min，得到混合物B；
C、在混合物A中加入混合物B，充分混合后进行超声振荡处理，超声功率为1200W，时间为30min，之后进行烘干并造粒。
实施例四：
过滤材料组分按重量份数包括烯丙基磺酸钠18份、纳米改性活性炭13份、石墨烯10份、麦饭石8份、硅藻土16份、膨润土18份、碳酸钙18份、改性凹凸棒土13份、双硬脂酰基二乙烯三胺10份、氧化钛8份以及多孔陶瓷基体5份。
本实施例的制备工艺包括以下步骤：
A、将纳米改性活性炭、石墨烯、麦饭石、硅藻土、膨润土、碳酸钙、改性凹凸棒土、多孔陶瓷基体混合后加入粉碎机中粉碎，粉碎速率为350转/分，时间为18min，之后过100目筛，得到混合物A；
B、将烯丙基磺酸钠、双硬脂酰基二乙烯三胺、氧化钛混合后加入搅拌罐中低速搅拌，搅拌速率为90转/分，时间为22min，之后静置20min，得到混合物B；
C、在混合物A中加入混合物B，充分混合后进行超声振荡处理，超声功率为1200W，时间为30min，之后进行烘干并造粒。
实施例五：
过滤材料组分按重量份数包括烯丙基磺酸钠15份、纳米改性活性炭10份、石墨烯8份、麦饭石6份、硅藻土13份、膨润土15份、碳酸钙15份、改性凹凸棒土10份、双硬脂酰基二乙烯三胺8份、氧化钛6份以及多孔陶瓷基体4份。
本实施例的制备工艺包括以下步骤：
A、将纳米改性活性炭、石墨烯、麦饭石、硅藻土、膨润土、碳酸钙、改性凹凸棒土、多孔陶瓷基体混合后加入粉碎机中粉碎，粉碎速率为300转/分，时间为14min，之后过100目筛，得到混合物A；
B、将烯丙基磺酸钠、双硬脂酰基二乙烯三胺、氧化钛混合后加入搅拌罐中低速搅拌，搅拌速率为80转/分，时间为18min，之后静置20min，得到混合物B；
C、在混合物A中加入混合物B，充分混合后进行超声振荡处理，超声功率为1200W，时间为30min，之后进行烘干并造粒。
实验例：
采用本发明各实施例制得的过滤材料进行性能测试，得到数据如下表：
BOD清除率（%） COD清除率（%）
实施例一 98.5 98.6
实施例二 98.8 97.9
实施例三 98.6 98.4
实施例四 98.4 98.2
实施例五 99.2 99.4
综上所述，本发明制备工艺简单，制得的过滤材料性能稳定，能够在较长时间里有效清除污水中的氮、磷、大肠杆菌等有害物质，环保性能好，能够提高排放水的水质；其中，本发明中添加的多孔陶瓷基体能够在吸水后能够形成吸附膜，能够提高了吸附效果；本发明中添加的石墨烯对有机物有较强的吸附能力，包括微生物难以降解的有机物。污水经石墨烯处理后，BOD 可降低 99%，TOC 可降低 1-2mg/L，同时还具有脱色除臭，吸附除浊之功能；此外，本发明采用的制备工艺操作简单，成本低，能够提高过滤材料的活性。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种用于工业废水处理的过滤材料,其特征在于：过滤材料组分按重量份数包括烯丙基磺酸钠10-20份、纳米改性活性炭5-15份、石墨烯4-12份、麦饭石3-9份、硅藻土8-18份、膨润土10-20份、碳酸钙10-20份、改性凹凸棒土5-15份、双硬脂酰基二乙烯三胺4-12份、氧化钛3-9份以及多孔陶瓷基体2-6份。
2.根据权利要求1所述的一种用于工业废水处理的过滤材料,其特征在于：过滤材料组分优选的成分配比包括烯丙基磺酸钠15份、纳米改性活性炭10份、石墨烯8份、麦饭石6份、硅藻土13份、膨润土15份、碳酸钙15份、改性凹凸棒土10份、双硬脂酰基二乙烯三胺8份、氧化钛6份以及多孔陶瓷基体4份。
3.根据权利要求1所述的一种用于工业废水处理的过滤材料,其特征在于：所述多孔陶瓷基体的微孔大小为 2-8微米，且在所述微孔内形成有绒状的无定型硅-铁-碳结构。
4.实现权利要求1所述的一种用于工业废水处理的过滤材料的制备工艺,其特征在于：其制备工艺包括以下步骤：
A、将纳米改性活性炭、石墨烯、麦饭石、硅藻土、膨润土、碳酸钙、改性凹凸棒土、多孔陶瓷基体混合后加入粉碎机中粉碎，粉碎速率为200-400转/分，时间为8min-20min，之后过100目筛，得到混合物A；
B、将烯丙基磺酸钠、双硬脂酰基二乙烯三胺、氧化钛混合后加入搅拌罐中低速搅拌，搅拌速率为60-100转/分，时间为10min-25min，之后静置20min，得到混合物B；
C、在混合物A中加入混合物B，充分混合后进行超声振荡处理，超声功率为1200W，时间为30min，之后进行烘干并造粒。
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