CN107619100A

CN107619100A - 一种用于废水处理的纳米离子复合材料及其制备方法

Info

Publication number: CN107619100A
Application number: CN201710908406.3A
Authority: CN
Inventors: 梁宇; 王德坤
Original assignee: Liuhe Tiandi (wuhan) Environment Co Ltd
Current assignee: Liuhe Tiandi (wuhan) Environment Co Ltd
Priority date: 2017-09-29
Filing date: 2017-09-29
Publication date: 2018-01-23

Abstract

本发明涉及一种用于废水处理的纳米离子复合材料，其由以下质量百分数的各原料组成：负离子粉40‑50wt％,臭氧活化催化剂40‑50wt％，固体缓释破乳剂5‑8wt％，凝胶5‑10wt％。其制备方法包括如下步骤：首先，按照相应的质量百分数称取各原料，然后将负离子粉、臭氧活化催化剂和固体缓释破乳剂混合并充分研磨，然后向研磨好的粉体中加入相应质量的凝胶并搅拌混匀，最后在制丸机中制丸，即得。本发明的有益效果为，提供的纳米离子复合材料可有效增加臭氧及负氧离子在水中的溶解度并使部分臭氧化活化分解为氧化降解能力更强的羟基自由基，以增强对废水中油脂等有机污染物的氧化降解处理效率。

Description

一种用于废水处理的纳米离子复合材料及其制备方法

技术领域

本发明属于废水处理领域，具体涉及一种用于废水处理的纳米离子复合材料及其制备方法。

背景技术

当今，污水治理的速度赶不上水源水污染的速度，人工治理水赶不上水污染速度，对病毒认识赶不上病毒的变异速度，有机物的降解赶不上有机物合成的速度，地球生态恢复的赶不上现代经济发展破坏的。生活废水油脂含量高，悬浮物高，cod高，氨氮高，重金属高，已经严重影响到周围人和动植物生存环境。若不能对作为污染源头的生活废水进行适当处理，则其进入水体循环系统后，治理起来更加困难且治理成本极速增加。

目前，生活废水处理的一种有效方法为通过曝气设备向其内持续通入具有强氧化作用的臭氧(O₃)、负氧离子(O₂ ^-)与空气的混合气体，以保证废水中的油脂能够很好的氧化降解。臭氧通常由臭氧发生器产生，负氧离子通常由高压静电负氧生成器生成。臭氧在水中的溶解度小且易自发分解为对废水处理氧化降解无效的氧气，而且负氧离子在水中的浓度通常也非常小，因此当前急需解决的技术问题为：增加臭氧及负氧离子在水中的溶解度并使臭氧催化活化分解为氧化降解能力更强的羟基自由基。

发明内容

本发明提供一种用于废水处理的纳米离子复合材料及其制备方法，旨在增加臭氧及负氧离子在水中的溶解度并使部分臭氧化活化分解为氧化降解能力更强的羟基自由基，以增强对废水中油脂等有机污染物的氧化降解处理效率。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种用于废水处理的纳米离子复合材料，其由以下质量百分数的各原料组成：负离子粉40-50wt％,臭氧活化催化剂40-50wt％，固体缓释破乳剂5-8wt％，凝胶5-10wt％。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下优选方案或更具体的方案。

最佳的，上述用于废水处理的纳米离子复合材料由以下各质量百分数的物质组成：负离子粉40wt％,臭氧活化催化剂45wt％，固体缓释破乳剂8wt％，凝胶7wt％。

具体的，所述臭氧活化催化剂为可提高臭氧氧化能力的过渡金属氧化物负载型催化剂，其活性组份为氧化锰、氧化镍、氧化钴、氧化铜或二氧化钛，其载体为活性碳、三氧化二铝或蜂窝陶瓷。催化剂不仅能对臭氧有一定的吸附能力(减少其从水中直接溢出)，而且臭氧被吸附后在活性组份作用下其可加速转变成羟基自由基，从而提高氧化效率。

具体的，所述过渡金属氧化物负载型催化剂的活性组分负载量为0.1-1wt％。

具体的，所述凝胶为有机硅凝胶。

具体的，固体缓释破乳剂由氧化铝、氧化锌、氧化铜等金属氧化物复合后经过硬化处理，然后再添加固体缓释破乳剂而成(固体缓释破乳剂由无锡荣和环保设备有限公司或无锡凯恩科特再生能源科技有限公司出产)。

此外，本发明还提供了制备上述的用于废水处理的纳米离子复合材料的方法，其包括如下步骤：首先，按照相应的质量百分数称取各原料，然后将负离子粉、臭氧活化催化剂和固体缓释破乳剂混合并充分研磨，然后向研磨好的粉体中加入相应质量的凝胶并搅拌混匀，最后在制丸机中制丸，即得。

具体的，所述的充分研磨是指研磨至粉体的平均粒径在0.001μm以下。

具体的，制丸得到的丸状颗粒的粒径为4-12mm。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：提供的用于废水处理的纳米离子复合材料在水中可缓慢释放氧负离子和破乳剂，同时可吸附通入水中的臭氧和/或使其氧化能力增强，臭氧被吸附则其不会因溶解度小而溢出，相当于增加了臭氧溶解度，同时臭氧被吸附后可被分解为氧化能力更强的羟基自由基，增强其对废水中有机污染物的氧化降解能力；释放的氧负离子也具有杀菌和氧化降解有机物的能力；缓慢释放的破乳剂可使废水中油脂与水分离，便于废水的进一步处理；多种组份的共同作用，可有效提高废水的净化处理效率。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明的提供的技术方案作进一步的详细描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

以下实施例中所采用的方法若无特别说明则为本领域的常规方法，所采用的药品若无特别说明则为市售产品。

实施例1

一种用于废水处理的纳米离子复合材料，其通过如下方法制备:

首先，称取负离子粉400g、臭氧活化催化剂(氧化锰/活性碳，负载量为0.1-0.3wt％)500g和固体缓释破乳剂50g，然后混合并充分研磨至粉体粒径在0.001μm以下，然后向研磨好的粉体中加入50g的有机硅凝胶并搅拌混匀，最后在制丸机中制得粒径为4-8mm的丸状颗粒，即得。

实施例2

首先，称取负离子粉400g、臭氧活化催化剂(氧化镍/氧化铝，负载量为0.1-0.2wt％)450g和固体缓释破乳剂80g，然后混合并充分研磨至粉体粒径在0.001μm以下，然后向研磨好的粉体中加入70g的有机硅凝胶并搅拌混匀，最后在制丸机中制得粒径为6-12mm的丸状颗粒，即得。

实施例3

首先，称取负离子粉500g、臭氧活化催化剂(氧化铜/活性炭，负载量为0.2-0.4wt％)400g和固体缓释破乳剂50g，然后混合并充分研磨至粉体粒径在0.001μm以下，然后向研磨好的粉体中加入50g的有机硅凝胶并搅拌混匀，最后在制丸机中制得粒径为6-12mm的丸状颗粒，即得。

实施例4

首先，称取负离子粉450g、臭氧活化催化剂(二氧化钛/蜂窝陶瓷，负载量为0.4-1wt％)450g和固体缓释破乳剂50g，然后混合并充分研磨至粉体粒径在0.001μm以下，然后向研磨好的粉体中加入50g的有机硅凝胶并搅拌混匀，最后在制丸机中制得粒径为4-10mm的丸状颗粒，即得。

实施例5

首先，称取负离子粉400g、臭氧活化催化剂(二氧化钛/蜂窝陶瓷，负载量为0.4-1wt％)420g和固体缓释破乳剂80g，然后混合并充分研磨至粉体粒径在0.001μm以下，然后向研磨好的粉体中加入100g的有机硅凝胶并搅拌混匀，最后在制丸机中制得粒径为5-10mm的丸状颗粒，即得。

取实施例1至5制备的出的丸状颗粒10g分别投入五杯1L的含油脂1wt％的废水中，通入臭氧并进行相关测试，通入臭氧至无明显臭氧逸出的程度时，发现加入丸状颗粒后可溶解的臭氧量提升40-60％以上，负氧离子含量明显增加，油脂被氧化降解的速度也提升20-40％。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种用于废水处理的纳米离子复合材料，其特征在于，由以下质量百分数的各原料组成：负离子粉40-50wt％,臭氧活化催化剂40-50wt％，固体缓释破乳剂5-8wt％，凝胶5-10wt％。

2.根据权利要求1所述的一种用于废水处理的纳米离子复合材料，其特征在于，由以下各质量百分数的物质组成：负离子粉40wt％,臭氧活化催化剂45wt％，固体缓释破乳剂8wt％，凝胶7wt％。

3.根据权利要求1所述的一种用于废水处理的纳米离子复合材料，其特征在于，所述臭氧活化催化剂为可提高臭氧氧化能力的过渡金属氧化物负载型催化剂，其活性组份为氧化锰、氧化镍、氧化钴、氧化铜或二氧化钛，其载体为活性碳、三氧化二铝或蜂窝陶瓷。

4.根据权利要求3所述的一种用于废水处理的纳米离子复合材料，其特征在于，所述过渡金属氧化物负载型催化剂的活性组分负载量为0.1-1wt％。

5.根据权利要求1至4任一项所述的一种用于废水处理的纳米离子复合材料，其特征在于，所述凝胶为有机硅凝胶。

6.一种如权利要求1至5任一项所述的用于废水处理的纳米离子复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：首先，按照相应的质量百分数称取各原料，然后将负离子粉、臭氧活化催化剂和固体缓释破乳剂混合并充分研磨，然后向研磨好的粉体中加入相应质量的凝胶并搅拌混匀，最后在制丸机中制丸，即得。

7.根据权利要求6所述的一种用于废水处理的纳米离子复合材料的制备方法，其特征在于，所述的充分研磨是指研磨至粉体的平均粒径在0.001μm以下。

8.根据权利要求6所述的一种用于废水处理的纳米离子复合材料的制备方法，其特征在于，制丸得到的丸状颗粒的粒径为4-12mm。