CN104941568A - 一种碲酸铋纳米棒生物滤料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种碲酸铋纳米棒生物滤料，属于污水处理领域。该碲酸铋纳米棒生物滤料的质量百分比组成如下：碲酸铋纳米棒35-50％、稻壳粉6-18％、羧甲基纤维素3-8％、木质素磺酸钠1-5％、水泥6-14％、水25-35％。本发明提供的生物滤料使用碲酸铋纳米棒等原料制备成表面粗糙的球状颗粒，具有比表面积大、孔隙率高、吸附能力强、化学与热稳定好、污水脱色降解能力强、有利于微生物挂膜和生长等特点，在污水处理领域具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种污水处理用碲酸铋纳米棒生物滤料。
背景技术
随着人们对生活用水水质要求的提高和工业污水处理的需要，目前已开发出了多种水处理生物滤料。生物滤料作为曝气生物滤池的关键材料，决定着曝气生物滤池的除污效率，所以生物滤料成为了污水处理的重要研究内容。
目前已有专利报道了多种无机生物滤料，例如国家发明专利“利用糖滤泥制造的生物滤料及方法”(发明专利号：ZL200910220738.8)以固体废弃物糖滤泥、废陶瓷、粘土、锯末、树叶作为主要原料，在105-110℃下干燥6h，然后再于950-1050℃煅烧30-60min制备出了糖滤泥生物滤料。国家发明专利“高效生物滤料及其制备方法”(发明专利号：ZL200610042905.0、ZL200610042904.6)以红土矿、粉煤灰为原料，在130-170℃下烘干，然后再于1050-1250℃煅烧制备出了红土矿、粉煤灰复合生物滤料。国家发明专利“生物滤料及其制备方法”(发明专利申请号：201310662817.0)以磁铁矿、牡蛎壳粉、红土矿、硅藻土和煤灰为原料，在85-105℃下烘干，然后再于800-900℃煅烧制备出了一种复合生物滤料。目前的生物滤料可以用于污水处理，但是制备温度高，滤料表面会产生硬壳，不利于微生物的生长，生物相容性较差，也存在污水脱色效果差、比表面积小、孔隙率低、使用寿命短等缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供碲酸铋纳米棒作为主要原料，引入水泥，添加稻壳粉、羧甲基纤维素和木质素磺酸钠等成分，得到具有比表面积大、孔隙率高、吸附能力强、化学与热稳定性好、污水脱色降解能力强、有利于微生物挂膜和微生物生长等特点的碲酸铋纳米棒生物滤料。
本发明所提供的碲酸铋纳米棒生物滤料的质量百分比组成如下：
碲酸铋纳米棒35-50％、稻壳粉6-18％、羧甲基纤维素3-8％、木质素磺酸钠1-5％、水泥6-14％、水25-35％。
所述碲酸铋纳米棒的直径为70nm、长度为500nm-1μm。
本发明所提供的碲酸铋纳米棒的具体制备方法如下：
以碲酸钠、氯化铋作为原料，水为溶剂，其中碲酸钠与氯化铋的摩尔比为1:1，将碲酸钠、氯化铋与水均匀混合后置于反应容器内并密封，于温度100-200℃、保温12-24h，其中碲酸钠与氯化铋的重量不大于水重量的45％。
本发明所提供的碲酸铋纳米棒生物滤料的具体制备方法如下：
首先按照比例计量称取碲酸铋纳米棒、稻壳粉、羧甲基纤维素、木质素磺酸钠、水泥和水，然后将碲酸铋纳米棒、稻壳粉、羧甲基纤维素、木质素磺酸钠和水泥混合均匀，再添加水均匀混合。在成球机中按照成球工艺制备出生料球，成球大小3-10mm。将生料球放入烘箱，于100℃、保温2-3h，随后将烘干后的生料球放入马弗炉中于400-600℃、烧结2-4h，自然冷却，最后得到了碲酸铋纳米棒生物滤料。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
1、本发明以碲酸铋纳米棒作为主要原料、水泥作为增塑剂、稻壳粉作为成孔剂、羧甲基纤维素作为粘接剂、木质素磺酸钠作为分散剂，形成生料球后在一定温度下干燥和煅烧可以制备出碲酸铋纳米棒生物滤料。本发明采用低温干燥和低温烧结工艺，所得生物滤料表面粗糙，化学与热稳定性好、耐水性能优良，比表面积大、孔隙率高、吸附能力强、使用寿命长及可重复使用，有利于微生物的挂膜与生长。
2、本发明采用的碲酸铋纳米棒具有良好的有机污染物光催化降解性能，在可见光作用下，通过碲酸铋纳米棒的光催化作用可以脱色降解污水中的有机污染物。
3、本发明碲酸铋纳米棒生物滤料具有比表面积大、孔隙率高及良好的絮凝性，可以截留污水中的悬浮物，也可以促进污水中胶体污染物的絮凝与沉淀，强化生物滤料的脱色除污能力。因此，本发明所得碲酸铋纳米棒生物滤料在污水处理领域中具有良好的应用前景。
附图说明
图1为实施例1制备的碲酸铋纳米棒生物滤料的SEM图像；
从图可以看出碲酸铋纳米棒生物滤料由纳米棒和无规则颗粒构成，含有高的孔隙率，纳米棒的直径为70nm、长度为500nm-1μm，内部孔尺寸为300nm-15μm。
具体实施方式
以下结合具体实施例详述本发明，但本发明不局限于下述实施例。
实施例1
确定碲酸铋纳米棒生物滤料的质量百分比组成如下：
碲酸铋纳米棒 50％
稻壳粉 6％
羧甲基纤维素 8％
木质素磺酸钠 5％
水泥 6％
水 25％
实施例2
确定碲酸铋纳米棒生物滤料的质量百分比组成如下：
碲酸铋纳米棒 35％
稻壳粉 18％
羧甲基纤维素 3％
木质素磺酸钠 1％
水泥 14％
水 29％
实施例3
确定碲酸铋纳米棒生物滤料的质量百分比组成如下：
碲酸铋纳米棒 40％
稻壳粉 12％
羧甲基纤维素 7％
木质素磺酸钠 4％
水泥 12％
水 25％
实施例4
确定碲酸铋纳米棒生物滤料的质量百分比组成如下：
碲酸铋纳米棒 42％
稻壳粉 11％
羧甲基纤维素 6％
木质素磺酸钠 3％
水泥 11％
水 27％
实施例5
确定碲酸铋纳米棒生物滤料的质量百分比组成如下：
碲酸铋纳米棒 44％
稻壳粉 10％
羧甲基纤维素 5％
木质素磺酸钠 3％
水泥 10％
水 28％
实施例6
确定碲酸铋纳米棒生物滤料的质量百分比组成如下：
碲酸铋纳米棒 45％
稻壳粉 9％
羧甲基纤维素 4％
木质素磺酸钠 2％
水泥 9％
水 31％
实施例7
确定碲酸铋纳米棒生物滤料的质量百分比组成如下：
碲酸铋纳米棒 47％
稻壳粉 8％
羧甲基纤维素 5％
木质素磺酸钠 4％
水泥 8％
水 28％
实施例8
确定碲酸铋纳米棒生物滤料的质量百分比组成如下：
碲酸铋纳米棒 49％
稻壳粉 7％
羧甲基纤维素 6％
木质素磺酸钠 3％
水泥 9％
水 26％
本发明实施例1到实施例8所得碲酸铋纳米棒生物滤料的特征参数如表1所示：
表1
| 检测项目 | 碲酸铋纳米棒生物滤料 |
| 表面孔隙率 | 50-70％ |
| 孔尺寸 | 500nm-15μm |
| 比表面积 | 3.2×104m2/kg |
| 堆积空隙率 | 87％ |
Claims (2)
1.一种碲酸铋纳米棒生物滤料，其特征在于：以质量百分比计，该生物滤料配方如下：
2.如权利要求1所述的一种碲酸铋纳米棒生物滤料，其特征在于：所述碲酸铋纳米棒的直径为70nm、长度为500nm-1μm。
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| CN201510336588.2A CN104941568A (zh) | 2015-06-17 | 2015-06-17 | 一种碲酸铋纳米棒生物滤料 |
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