CN106145380A - 一种生物活性炭化秸秆/硅藻土分子筛除锰滤料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生物活性炭化秸秆/硅藻土分子筛除锰滤料,这种滤料采用秸秆和硅藻土作为滤料基料,降低了生产成本,并利用聚乙烯亚胺与基料交联引入锰氧化细菌,获得具有长效动态吸附除锰效果的滤料,聚乙烯亚胺本身也具有一定吸附锰离子的作用,从而加快了锰氧化细菌繁殖生长,进一步提升了滤料的截污能力,这种滤料具有独特的纳米分子筛结构,较之传统的滤料不论在生产成本上还是除锰效果上均有突出的优点,在轻量锰超标的饮用水源处理中有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及水处理材料技术领域,尤其涉及一种生物活性炭化秸秆/硅藻土分子筛除锰滤料。
背景技术
目前,我国大多数城市已经或逐步将水库和湖泊作为城市供水的主要来源,因此水库和湖泊在水源地城市起到很重要的作用,水库和湖泊与人类生活、生产密切相关,它不仅作为饮用水和生产用水的水源,湖泊水在对自然环境的调节上也有着十分显著作用,但在夏季随着水库分层事件的发生,伴随库底缺氧,孔隙水中锰向上覆湖水迁移,氧化还原边界层上移进入水库中,导致底泥中的锰向上覆水体大量释放,界面水中溶解态Mn2+浓度明显升高,导致取水中的锰浓度升高,饮用水源的锰污染日益严重,使自来水厂原水锰超标,不但增加了净水处理的难度,对供水管网系统也造成不良影响。
早在上个世纪60年代水除锰技术的研究就开始引起人们的关注,随着技术的进步,除锰方法也经历了不同的阶段,主要包括化学氧化剂氧化、接触催化氧化、生物氧化以及锰氧化物负载滤料除锰等等技术阶段,其中负载滤料除锰技术是近年来一类具有较大应用潜力的处理方法。《纳米分子筛和硅藻土吸附除去水中锰离子的研究》一文探索了以纳米分子筛和硅藻土作为滤料,达到了较为理想的除锰效果,但是其去除效果受体系pH值的影响较大,还会改变体系的pH值,大量使用将会导致饮用水pH不达标,且其吸附能力有效,不适合大规模使用。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷,提供一种生物活性炭化秸秆/硅藻土分子筛除锰滤料。
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种生物活性炭化秸秆/硅藻土分子筛除锰滤料,其特征在于,所述的滤料由以下重量份的原料制成:秸秆10-15、硅藻土60-80、聚乙烯亚胺5-8、锰氧化细菌20-50ml、氢氧化钠50-60、浓度为0.5%的乙二醛溶液适量、去离子水适量。
一种生物活性炭化秸秆/硅藻土分子筛除锰滤料的制备方法包括以下步骤:
(1)将秸秆清洗干净后脱水干燥粉碎,处理后的物料在300-400℃条件下炭化处理,得炭化秸秆粉备用;
(2)将硅藻土在500-550℃条件下焙烧2-3h后取出冷却,随后投入浓度为2mol/L的硫酸溶液中,在80-90℃条件下混合反应5-8h,反应结束后经过滤、水洗、干燥,得纯化硅藻土粉备用;
(3)将锰氧化细菌经过离心浓缩,数量达到108-109个/ml,作为包覆菌源备用;
(4)将聚乙烯亚胺投入去离子水中,配制成质量分数为30-50%的溶液,随后加入步骤(3)制备的菌源,搅拌混合均匀后备用;
(5)将炭化秸秆粉、纯化硅藻土粉与氢氧化钠混合,在550-600℃条件下焙烧1-1.5h,所得产物冷却至室温后与步骤(4)所得物料超声混合40-60h后出料,最后再加入乙二醛溶液,浸泡反应30-40min后过滤,产物水洗至中性后与去离子水混合,投入反应釜中,在30-50℃条件下反应陈化20-30h,所得物料经干燥后即得所述滤料。
本发明采用秸秆和硅藻土作为滤料基料,降低了生产成本,并利用聚乙烯亚胺与基料交联引入锰氧化细菌,获得具有长效动态吸附除锰效果的滤料,聚乙烯亚胺本身也具有一定吸附锰离子的作用,从而加快了锰氧化细菌繁殖生长,进一步提升了滤料的截污能力,这种滤料具有独特的纳米分子筛结构,较之传统的滤料不论在生产成本上还是除锰效果上均有突出的优点,在轻量锰超标的饮用水源处理中有良好的应用前景。
具体实施方式
该实施例的滤料由以下重量份的原料制得:秸秆12、硅藻土70、聚乙烯亚胺、锰氧化细菌30ml、氢氧化钠55、浓度为0.5%的乙二醛溶液适量、去离子水适量。
制备方法为:
(1)将秸秆清洗干净后脱水干燥粉碎,处理后的物料在400℃条件下炭化处理,得炭化秸秆粉备用;
(2)将硅藻土在550℃条件下焙烧2.5h后取出冷却,随后投入浓度为2mol/L的硫酸溶液中,在85℃条件下混合反应6h,反应结束后经过滤、水洗、干燥,得纯化硅藻土粉备用;
(3)将锰氧化细菌经过离心浓缩,数量达到108-109个/ml,作为包覆菌源备用;
(4)将聚乙烯亚胺投入去离子水中,配制成质量分数为45%的溶液,随后加入步骤(3)制备的菌源,搅拌混合均匀后备用;
(5)将炭化秸秆粉、纯化硅藻土粉与氢氧化钠混合,在550℃条件下焙烧1.2h,所得产物冷却至室温后与步骤(4)所得物料超声混合50h后出料,最后再加入乙二醛溶液,浸泡反应35min后过滤,产物水洗至中性后与去离子水混合,投入反应釜中,在40-50℃条件下反应陈化25h,所得物料经干燥后即得所述滤料。
将该滤料以除锰池体积的0.5倍进行填充,选取合肥大房郢水库底层Mn2 +浓度为0.8mg/L的河水进行测试,在1m3/h的流速下运行40天,出水中Mn2 +的浓度为0.03mg/L,远低于国家标准。
Claims (2)
1.一种生物活性炭化秸秆/硅藻土分子筛除锰滤料,其特征在于,所述的滤料由以下重量份的原料制成:秸秆10-15、硅藻土60-80、聚乙烯亚胺5-8、锰氧化细菌20-50ml、氢氧化钠50-60、浓度为0.5%的乙二醛溶液适量、去离子水适量。
2.一种生物活性炭化秸秆/硅藻土分子筛除锰滤料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将秸秆清洗干净后脱水干燥粉碎,处理后的物料在300-400℃条件下炭化处理,得炭化秸秆粉备用;
(2)将硅藻土在500-550℃条件下焙烧2-3h后取出冷却,随后投入浓度为2mol/L的硫酸溶液中,在80-90℃条件下混合反应5-8h,反应结束后经过滤、水洗、干燥,得纯化硅藻土粉备用;
(3)将锰氧化细菌经过离心浓缩,数量达到108-109个/ml,作为包覆菌源备用;
(4)将聚乙烯亚胺投入去离子水中,配制成质量分数为30-50%的溶液,随后加入步骤(3)制备的菌源,搅拌混合均匀后备用;
(5)将炭化秸秆粉、纯化硅藻土粉与氢氧化钠混合,在550-600℃条件下焙烧1-1.5h,所得产物冷却至室温后与步骤(4)所得物料超声混合40-60h后出料,最后再加入乙二醛溶液,浸泡反应30-40min后过滤,产物水洗至中性后与去离子水混合,投入反应釜中,在30-50℃条件下反应陈化20-30h,所得物料经干燥后即得所述滤料。
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CN114656031A (zh) * | 2022-05-25 | 2022-06-24 | 齐鲁工业大学 | 一种活性锰氧化菌生物填料及降解压舱水中藻毒素的方法 |
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