專利名稱：用于污水凈化的改性浮石填料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)保領(lǐng)域有關(guān)污水處理的填料及其制備方法，尤其是涉及一種用于污水凈化的改性浮石填料及其制備方法。
背景技術(shù)：
我國為水資源比較短缺的國家，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市化進(jìn)程的加快，城市缺水問題日趨嚴(yán)重，而城市污水的大量排放，更加重了這一趨勢。污水處理是防治水環(huán)境污染的重要技術(shù)措施之一，污水處理工藝水平的高低將直接影響一個地區(qū)的水環(huán)境質(zhì)量。生物濾池和流化床技術(shù)是適合中小型點(diǎn)源污水處理與回用的新型生物處理技術(shù)；它們以顆粒填料為生物膜載體，同時，填料床又兼具過濾截留和固液分離的功能，填料性能對其處理效能、工程造價及運(yùn)行費(fèi)用影響較大，因此，填料特性研究是生物濾池和流化床技術(shù)的核心問題之一。前期對以陶粒為填料的曝氣生物濾池用于污水處理的一般性能研究表明，生物濾池技術(shù)對污水水質(zhì)成分中COD、Ml/、濁度、SS等具有良好的處理效果，去除率分別可達(dá) 88. 4%,93. 7%,91. 6%和94. 2%，但是對總氮(TN)的去除率不高(平均僅為54. 5%)。進(jìn)一步選擇粉碎后的天然浮石作為填料，試驗表明，雖然被粉碎的浮石是一種相對較好的曝氣生物濾池填料，但是對COD、SS以及濁度改善較陶粒沒有太大差別，而且對TP的去除率很低。鑭系稀土元素在低濃度下對微生物有很好的促進(jìn)作用，特別是對硝化細(xì)菌、反硝化細(xì)菌、解磷菌等效果突出。1 ^ ^ ( Ionic liquids, ILs) ， 31! ^ ^ ( Room temperature ionic liquids, RTIL)，是指在室溫及相鄰溫度下完全由離子組成的有機(jī)液體物質(zhì)。具有無蒸氣壓、可取代揮發(fā)性有機(jī)溶劑、可循環(huán)使用等獨(dú)特性質(zhì)；在化學(xué)反應(yīng)中作反應(yīng)介質(zhì)或作為催化劑；在電化學(xué)中作電解質(zhì)等。離子液體具有不揮發(fā)、不易燃、導(dǎo)電、催化等特性，可替代傳統(tǒng)的污染介質(zhì)并廣泛改變傳統(tǒng)的化學(xué)工藝，符合綠色化學(xué)的原則，因而被稱為綠色溶劑。自上世紀(jì)90年代以來離子液體引起人們極大關(guān)注，被公認(rèn)為綠色化學(xué)化工的新一代介質(zhì)/材料，將形成一次新的產(chǎn)業(yè)技術(shù)革命。離子液體無味、無惡臭、無污染、不易燃、易回收、可反復(fù)多次循環(huán)使用、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，為名副其實的、環(huán)境友好的綠色溶劑。適合于當(dāng)前所倡導(dǎo)的清潔技術(shù)和可持續(xù)發(fā)展的要求，已經(jīng)越來越被人們廣泛認(rèn)可和接受。

發(fā)明內(nèi)容
為了能獲得一種凈化效果好、購置成本低、持久耐用的，特別是對污水水質(zhì)成分中 COD、NH4\ TN、TP、SS等都具有良好的處理效果的填料，人們做了大量的研究開發(fā)工作。本發(fā)明提供了一種用于污水凈化的改性浮石填料及其制備方法，該填料不僅凈化效果好、持久耐用，特別是對污水水質(zhì)成分中COD、NH4+、TN、TP、SS等都具有良好的處理效果，而且原材料來源豐富、成本低廉、加工工藝簡單。本發(fā)明用于污水凈化的改性浮石填料的技術(shù)方案如下用于污水凈化的改性浮石填料的制備方法，按照下述步驟進(jìn)行采取浮石作為主要原材料，通過選礦、破碎、篩分、研磨等一系列工藝加工成不規(guī)則粒狀使得Φ=5-100 mm;然后用含低濃度鑭系稀土元素的離子液體等進(jìn)行浸泡改性處理，具體條件為常溫浸泡，浸泡時間為4- h，浙干，獲得成品。其中所述的離子液體為咪唑型離子液體、吡啶型離子液體、哌啶型離子液體或吡咯烷型離子液體。其中所述用含鑭系稀土元素的離子液體進(jìn)行浸泡改性處理，具體處理為加鑭系稀土元素至處理系統(tǒng)終濃度為0. 001-0. 1 mol/L、離子液體終濃度為0. 001-0. 01 mol/L。本發(fā)明提供了一種用于污水凈化的改性改性浮石填料及其制備方法，該填料不僅凈化效果好、持久耐用，特別是對污水水質(zhì)成分中COD、nh4+、TN、TP、SS等都具有良好的處理效果，而且原材料來源豐富、成本低廉、加工工藝簡單。
具體實施例方式實施實例1:
選采浮石，破碎，篩分，研磨獲得不規(guī)則顆粒(Φ=5-50 mm)；然后用用含低濃度鑭系稀土元素LaC13的咪唑型離子液體-1-丁基-3-甲基咪唑氯代鹽([aiiin] Cl)常溫浸泡改性處理(鑭系稀土元素終濃度為0.05 mol/L，離子液體終濃度為0.01 mol/L,浸泡時間為6 h.)， 浙干，獲得成品。實施實例2:
選采浮石，破碎，篩分，研磨獲得不規(guī)則顆粒(Φ=10-100 mm)；然后用用含低濃度鑭系稀土元素LaC13的吡啶型離子液體-溴化N-乙基吡啶(N -ethylpyridinium bromide)常溫浸泡改性處理(鑭系稀土元素終濃度為0. 1 mol/L，離子液體終濃度為0.005 mol/L,浸泡時間為12 h.)，浙干，獲得成品。實施實例3:
選采浮石，破碎，篩分，研磨獲得不規(guī)則顆粒(Φ=5_100 mm)；然后用用含低濃度鑭系稀土元素LaC13的哌啶咪唑型離子液體-溴化N-甲基，乙基哌啶(N- ethyl -methyl pipe) 常溫浸泡改性處理(鑭系稀土元素終濃度為0.001 mol/L，離子液體終濃度為0.001 mol/L, 浸泡時間為M h.)，浙干，獲得成品。試驗例1 本發(fā)明實施實例1改性浮石填料與浮石填料污水處理效果
將實施實例1中制備的改性浮石填料與未用含低濃度鑭系稀土元素的離子液體進(jìn)行改性處理的浮石填料進(jìn)行污水處理，檢測其污水處理效果(表1，表2)。試驗例2 本發(fā)明實施實例2改性浮石填料與浮石填料污水處理效果
將實施實例2中制備的改性浮石填料與未用含低濃度鑭系稀土元素的離子液體進(jìn)行改性處理的浮石填料進(jìn)行污水處理，檢測其污水處理效果(表1，表3)。試驗例3 本發(fā)明實施實例3改性浮石填料與浮石填料污水處理效果
將實施實例3中制備的改性浮石填料與未用含低濃度鑭系稀土元素的離子液體進(jìn)行改性處理的浮石填料進(jìn)行污水處理，檢測其污水處理效果(表1，表4)。試驗裝置采用同尺寸上向流有機(jī)玻璃曝氣生物濾池，單池直徑150 mm,高2. 5 m,填料填裝高度1.8 m。實驗用水為生活污水。實驗期間水溫為15 30°C，氣水比5:1。設(shè)計最大水頭1.2 m，實際運(yùn)行時水頭損失達(dá)到1 m即進(jìn)行反沖洗，按氣-氣+水-水的程序進(jìn)行氣水聯(lián)合反沖洗，時間依次為纊3 min, 3 5 min, 9^11 min ；沖洗氣強(qiáng)度10 L /(m2.s ),水強(qiáng)度10 L /(πι2 · s)。COD、氨氮、TN、TP等指標(biāo)的測定均按標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行， 采樣頻率為每個穩(wěn)定狀態(tài)至少取樣3次。SS因測定比較繁瑣，且在低質(zhì)量濃度時準(zhǔn)確性差，故采用濁度表征。
表1浮石填料對生活污水處理效能
權(quán)利要求
1.用于污水凈化的改性浮石填料的制備方法，其特征在于按照下述步驟進(jìn)行采取浮石作為主要原材料，通過選礦、破碎、篩分、研磨加工成不規(guī)則粒狀使得φ=5-100 mm;然后用含低濃度鑭系稀土元素的離子液體等進(jìn)行浸泡改性處理，具體條件為常溫浸泡，浸泡時間為4- h，浙干，獲得成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于污水凈化的改性浮石填料的制備方法，其特征在于其中所述的離子液體為咪唑型離子液體、吡啶型離子液體、哌啶型離子液體或吡咯烷型離子液體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的其中所述用含鑭系稀土元素的離子液體進(jìn)行浸泡改性處理，具體處理為加鑭系稀土元素至處理系統(tǒng)終濃度為0. 001-0. 1 mol/L、離子液體終濃度為 0.001-0. 01 mol/L。
全文摘要
本發(fā)明公開用于污水凈化的改性浮石填料的制備方法，屬于環(huán)保領(lǐng)域中有關(guān)污水處理填料的制備方法。按照下述步驟進(jìn)行采取浮石為原料，通過破碎，篩分，研磨加工成不規(guī)則粒狀，加工處理成所需大小的顆粒形狀，再通過含低濃度鑭系稀土元素的離子液體改性處理，具體條件為常溫浸泡，浸泡時間為4-24h，瀝干，獲得成品。該填料原料成本低廉、加工工藝簡單、使用效果好?？蓮V泛應(yīng)用于滴濾床、厭氧生物濾池、濾池、生物流化床、曝氣生物濾池、高負(fù)荷生物濾池、塔式生物濾池、活性生物濾池、濕地等。
文檔編號C02F3/10GK102206003SQ20111011545
公開日2011年10月5日 申請日期2011年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月5日
發(fā)明者司春燦, 孫先超, 徐燦燦, 戴志聰, 杜道林, 林英, 洪霞, 肖翔, 薛永來 申請人:江蘇大學(xué)