CN110326583A - 水族馆生态水处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水族馆生态水处理装置,包括水族箱,及安装在水族箱内的机械过滤装置、蛋白分离装置、杀菌装置、加温控制装置和生化过滤装置;本产品中,五个系统分开协作,可以同时对水族箱内的水进行不同方式的净化,达到全面净化水的效果,同时提供鱼类生存所需的温度和氧气,本产品的结构较为简单,恒本较为低廉,适合推广使用。

Description

水族馆生态水处理装置
技术领域
本发明涉及一种水族馆生态水处理装置。
背景技术
随着社会的发展,人类生活空间的扩大,物质财富的丰富,现有的观赏养 殖品种已经无法满足水族爱好者的要求,他们迫切要求养殖一些更具观赏价值 的水族生物,如一些有鲜艳颜色和怪异体型的海水鱼、淡水鱼以及一些名贵水 草,由于这些养殖品种对于水质要求极高,使我们必须为他们创造出一个高质 量、与原始生物环境接近的人工生存环境-也就是一个具有优良过滤系统的水族 馆生态水处理装置。
一个水族馆的正常运行需具备五个系统:机械过滤系统、蛋白分离系统、 杀菌系统、加温控制系统、生化过滤系统。
机械过滤系统是指通过机械动力设备使生态水处理装置的水定向流动,使 其流入过滤槽,经过滤材过滤后流回水处理装置。生态过滤系统指在水处理装 置的底部砂层和过滤槽的滤材上,为微生物创造良好的环境,使其能把水中养 殖生物的排泄物、残饵、粪便分解成无害的化学物质,从而达到改善水质的目 的。机械过滤系统与生态过滤系统并非截然分开,是相辅相成的,机械过滤无 法处理的有害杂质,可由生物过滤系统分解掉;而生物过滤系统发挥作用又依 靠机械动力系统而创造条件。
现有技术中的水族馆中所应用的生命维护系统的功效较差,水处理效率较 低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种水族馆生态水处理装置。
本发明是通过以下技术方案来实现的:
一种水族馆生态水处理装置,包括水族箱,及安装在水族箱内的机械过滤 装置、蛋白分离装置、杀菌装置、加温控制装置和生化过滤装置;
所述机械过滤装置包括一泵体,所述泵体连接有底部进水管和顶部进水管, 所述底部进水管布置在水族箱的内底部位置处,所述顶部进水管分布在水族箱 的上层水域处,所述泵体连接有一回水管,所述回水管处装配有一过滤槽,所 述过滤槽的下端焊接有一格栅网,过滤槽的内部填充有过滤棉,回水管处落下 的水穿过过滤棉后回流至水族箱内;上述结构主要将水里的悬浮颗粒物,包括 投喂的残饵和鱼的粪便等过滤掉,使透明度提高并减小蛋白分离系统的负担。
除了鱼池自身的机械过滤外,还需要潜水员每天在水中的吸污操作,以便 清除珊瑚砂中的残饵和鱼的排泄物;并需要定期反冲清洗过滤池,将过滤出来 的物质清除出去
所述蛋白分离装置包括一容器,在所述容器的外壁处焊接有一进水管,在 所述进水管上焊接有一进气管,在所述容器的外壁处还焊接有一出水管,所述 出水管上安装有球阀;
蛋白分离器的原理:利用水泵高压抽动和空气的带入产生大量的小颗粒气 泡(气泡本身带有一定的表面张力和吸附力),将水中的蛋白质、各种悬浮颗 粒、死亡的微生物等吸附上浮,形成表面的泡沫而带出。
主要作用:清除水中的剩余残饵、粪便及鱼体表产生粘液在高水温条件下 腐败变质产生大量蛋白质。
特别注意:
水体中蛋白质如不及时清除积累过多会造成水体呈现乳白色或黄色,即使 分解后也会严重败坏水质,产生有毒物质(氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐、磷酸盐 等)。
蛋白分离系统的正常运行对减轻生化系统的负担至关重要。
所述杀菌装置包括空压机、冷却塔、除油过滤器、无热再生干燥器、储气 罐、精密过滤器和臭氧发生器,所述空压机、冷却塔、除油过滤器、无热再生 干燥器、储气罐、精密过滤器和臭氧发生器依次连接;
利用臭氧强氧化能力将细菌、真菌、病毒、寄生虫胞壁或体壁上的蛋白氧 化从而杀死细菌。
所述加温控制装置为一板式换热器;由于水族馆里饲养和展示的大部分鱼 类和生物都是来自于热带、亚热带水域,对水温的要求很高。所以必须要有一 套有效的加温控制系统来确保水温的稳定。
所述生化过滤装置包括第一过滤槽,在所述第一过滤槽的内部设置有第一 隔板和第二隔板,所述第一隔板的底部与所述第一过滤槽的槽底之间留有间隙, 所述第一隔板的上端面的高度高于第二隔板的上端面的高度,在所述第一过滤 槽的内部、位于所述第一隔板的左侧位置处铺设有珊瑚砂,在所述珊瑚砂的上 方铺设有过滤棉,在所述第一隔板和第二隔板之间铺设有生化球,在所述第二 隔板的右侧位置处铺设有陶瓷环,在所述第一过滤槽的左侧位置处安装有进水 管,在所述第一过滤槽的右侧位置处安装有第一回水管,所述第一回水管回流 至水族箱;
这是五个运行系统中最为关键的系统,水质的好坏、鱼类的健康与否都取 决于生化过滤系统的设计效果,这是水族馆的核心系统。内陆性水族馆不可能 经常大量换海水,生化过滤系统的作用就是将“死水”变成“活水”,将生物利用过 的水变成“好水”,将毒性高的水质变成毒性低的水,确保海水的长期循环利用。
原理:生化过滤系统专门设计有生化池,生化池内放有大量的生化材料: 如珊瑚砂、生化球、陶瓷环、生化棉等。在这些生化材料的表面有大量的微细 毛孔,供生化细菌附着生长。这些生化细菌(如硝化菌、亚硝化菌、厌氧菌) 是有益菌,起到改善水质的作用。
主要作用:这些有益菌在生化池内不断的进行硝化作用和反硝化作用,硝 化菌和亚硝化菌在硝化过程中将高毒性的氨氮转化为亚硝酸盐再转化为基本无 毒的硝酸盐。
优选地,所述底部进水管具有多个进水孔,在所述进水孔内焊接有金属格 栅网,金属格栅网的主要作用是避免将鱼类吸入。
优选地,所述顶部进水管具有多个第一进水孔,在所述第一进水孔内焊接 有第一金属格栅网,第一金属格栅网的主要作用是避免将鱼类吸入。
在本发明的一些技术方案中,所述过滤棉通过以下过程制备得到:
(1)分次闪爆制备棉秆皮纤维:将棉秆皮用浓度5~10g/L的氢氧化钠水溶 液浸泡1~3h,浸泡温度60~80℃,棉秆皮和氢氧化钠水溶液的液固比为 10~15mL/g;然后在水蒸气压力1~3MPa条件下,将浸泡后的棉秆皮放入闪爆机 物料仓保压2~4min后点爆;重复上述步骤完成次数为1~5次的闪爆,即为分 次闪爆;收集闪爆后的棉秆皮纤维,用质量分数1~10%的冰醋酸溶液洗涤至洗 液呈中性,后用水洗涤,自然晾干,获得棉秆皮纤维;
(2)棉秆皮纤维网的制备:将棉秆皮纤维与水按照固液比为0.5~0.8g/L置 于打浆机中,疏解纤维5~10min后,打浆5~25min,之后于60~80℃烘干至恒重; 向烘干至恒重的棉秆皮纤维中加水,每2~5g棉秆皮纤维加水8~12kg,疏解 10~20min后倒入纸样抄取器抄造成片,再用热压机在压力1~3MPa、110~120℃ 热压10~15min制成棉秆皮纤维网;
(3)把棉秆皮纤维网置于平板模具中,在110~120℃、压力1~4MPa热压 10~15min制得过滤棉。
在本发明的一些技术方案中,所述过滤棉通过以下过程制备得到:
(1)分次闪爆制备棉秆皮纤维:将棉秆皮用浓度5~10g/L的氢氧化钠水溶 液浸泡1~3h,浸泡温度60~80℃,棉秆皮和氢氧化钠水溶液的液固比为 10~15mL/g;然后在水蒸气压力1~3MPa条件下,将浸泡后的棉秆皮放入闪爆机 物料仓保压2~4min后点爆;重复上述步骤完成次数为1~5次的闪爆,即为分 次闪爆;收集闪爆后的棉秆皮纤维,用质量分数1~10%的冰醋酸溶液洗涤至洗 液呈中性,后用水洗涤,自然晾干,获得棉秆皮纤维;
(2)棉秆皮纤维网的制备:将棉秆皮纤维与水按照固液比为0.5~0.8g/L置 于打浆机中,疏解纤维5~10min后,打浆5~25min,之后于60~80℃烘干至恒重; 向烘干至恒重的棉秆皮纤维中加水,每2~5g棉秆皮纤维加水8~12kg,疏解 10~20min后倒入纸样抄取器抄造成片,再用热压机在压力1~3MPa、110~120℃ 热压10~15min制成棉秆皮纤维网;
(3)把棉秆皮纤维网置于平板模具中,在110~120℃、压力1~4MPa热压 10~15min制得二次热压后的棉秆皮纤维网;
(4)将壳聚糖加入质量分数1~2wt%的乙酸溶液中,在20~30℃搅拌均匀, 配制成浓度10~20g/L的壳聚糖溶液;将二次热压后的棉秆皮纤维网以重量比1: (20~30)充分浸渍到壳聚糖溶液中,放入平板模具中继续在110~120℃、压力 1~4MPa热压10~20min;将热压后的棉秆皮纤维网用质量分数1~5wt%的氢氧化 钠水溶液洗涤,之后用水洗涤至洗液呈中性,在60~80℃干燥至恒重,制得过滤 棉。
在本发明的一些技术方案中,所述过滤棉通过以下过程制备得到:
(1)分次闪爆制备棉秆皮纤维:将棉秆皮用浓度5~10g/L的氢氧化钠水溶 液浸泡1~3h,浸泡温度60~80℃,棉秆皮和氢氧化钠水溶液的液固比为 10~15mL/g;然后在水蒸气压力1~3MPa条件下,将浸泡后的棉秆皮放入闪爆机 物料仓保压2~4min后点爆;重复上述步骤完成次数为1~5次的闪爆,即为分 次闪爆;收集闪爆后的棉秆皮纤维,用质量分数1~10%的冰醋酸溶液洗涤至洗 液呈中性,后用水洗涤,自然晾干,获得棉秆皮纤维;
(2)棉秆皮纤维网的制备:将棉秆皮纤维与聚乳酸纤维分别按重量比 (1~3):(1~3)混合,随后将混合料与水按照固液比为0.5~0.8g/L置于打浆 机中,疏解纤维5~10min后,打浆5~25min,之后于60~80℃烘干浆料至恒重; 向烘干至恒重的浆料中加水,每2~5g浆料加水8~12kg,疏解10~20min后倒入 纸样抄取器抄造成片,再用热压机在压力1~3MPa、170~190℃热压10~15min 制成棉秆皮纤维/聚乳酸复合网;
(3)把棉秆皮纤维/聚乳酸复合网置于平板模具中,在110~120℃、压力 1~4MPa热压10~15min制得二次热压后的棉秆皮纤维/聚乳酸复合网;
(4)将壳聚糖加入质量分数1~2wt%的乙酸溶液中,在20~30℃搅拌均匀, 配制成浓度10~20g/L的壳聚糖溶液;将二次热压后的棉秆皮纤维/聚乳酸复合网 以重量比1:(20~30)充分浸渍到壳聚糖溶液中,放入平板模具中继续在 110~120℃、压力1~4MPa热压10~20min;将热压后的棉秆皮纤维/聚乳酸复合 网用质量分数1~5wt%的氢氧化钠水溶液洗涤,之后用水洗涤至洗液呈中性,在 60~80℃干燥至恒重,制得过滤棉。
在本发明的一些技术方案中,所述过滤棉通过以下过程制备得到:
(1)分次闪爆制备棉秆皮纤维:将棉秆皮用浓度5~10g/L的氢氧化钠水溶 液浸泡1~3h,浸泡温度60~80℃,棉秆皮和氢氧化钠水溶液的液固比为 10~15mL/g;然后在水蒸气压力1~3MPa条件下,将浸泡后的棉秆皮放入闪爆机 物料仓保压2~4min后点爆;重复上述步骤完成次数为1~5次的闪爆,即为分 次闪爆;收集闪爆后的棉秆皮纤维,用质量分数1~10%的冰醋酸溶液洗涤至洗 液呈中性,后用水洗涤,自然晾干,获得棉秆皮纤维;
(2)将棉秆皮纤维以重量比1:(20~40)浸渍在质量分数1~3%的高碘酸钠 溶液中,在60~80℃避光反应100~120分钟,用水洗净,室温晾干,制成氧化棉 秆皮纤维;在反应装置中加入20~40mL水和1~3g氧化棉秆皮纤维搅拌均匀, 升温至60~80℃;将戊二醛2~3mL与10~30mL水混合,加入氧化棉秆皮纤维所 在的溶液中,在60~80℃保温反应0.5~2小时;再加入10~20mL质量分数4~10% 的氨基化合物水溶液,在60~80℃继续反应1~4小时,离心收集固体;将固体用 水洗涤,烘干,得到氨基改性的棉秆皮纤维;
(3)棉秆皮纤维/聚乳酸复合网的制备:将氨基改性的棉秆皮纤维与聚乳酸 纤维按重量比(1~3):(1~3)混合,随后将混合料与水按照固液比为0.5~0.8g/L 置于打浆机中,疏解纤维5~10min后,打浆5~25min,之后于60~80℃烘干浆料 至恒重;向烘干至恒重的浆料中加水,每2~5g浆料加水8~12kg,疏解10~20min 后倒入纸样抄取器抄造成片,再用热压机在压力1~3MPa、170~190℃热压 10~15min制成棉秆皮纤维/聚乳酸复合网;
(4)把棉秆皮纤维/聚乳酸复合网置于平板模具中,在110~120℃、压力 1~4MPa热压10~15min制得二次热压后的棉秆皮纤维/聚乳酸复合网;
(5)将壳聚糖加入质量分数1~2wt%的乙酸溶液中,在20~30℃搅拌均匀, 配制成浓度10~20g/L的壳聚糖溶液;将二次热压后的棉秆皮纤维/聚乳酸复合网 以重量比1:(20~30)充分浸渍到壳聚糖溶液中,放入平板模具中继续在 110~120℃、压力1~4MPa热压10~20min;将热压后的棉秆皮纤维/聚乳酸复合 网用质量分数1~5wt%的氢氧化钠水溶液洗涤,之后用水洗涤至洗液呈中性,在60~80℃干燥至恒重,制得过滤棉。
进一步地,所述氨基化合物为二甲基二烯丙基氯化铵和/或氨基聚硅氧烷。
优选地,所述氨基化合物为二甲基二烯丙基氯化铵和氨基聚硅氧烷以质量 比1:1组成的混合物。
进一步地,所述珊瑚砂的粒径为0.5~0.8cm。
在过滤系统中,珊瑚砂起着主要的作用。由于其孔隙丰富,特别容易吸附 细小有机碎屑和一些离子,经过珊瑚砂中的水pH值在7.0~8.5之间,而且在其 使用当中,将不断释放钙离子和镁离子等金属元素,这些都是水生物生存所需 要的条件。另外,其可以作为生物过滤系统的载体,可以大量培养硝化细菌。
生化球形状为球形,直径2~3cm,内部多孔,多片状结构,使其具有200 平方厘米的表面积。一方面可储藏大量的氧气,另一份方面,在其广大的表面 积上培养大量的硝化细菌,可达到生物过滤的目的。
本发明的有益效果是:本产品中,五个系统分开协作,可以同时对水族箱 内的水进行不同方式的净化,达到全面净化水的效果,同时提供鱼类生存所需 的温度和氧气,本产品的结构较为简单,恒本较为低廉,适合推广使用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施 例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述 中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付 出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的俯视图;
图2为机械过滤装置的主视图;
图3为蛋白分离装置的主视图;
图4为杀菌装置的系统结构图;
图5为生化过滤装置的剖视图;
图6为过滤槽的剖视图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征,或公开的所有方法或过程中的步骤,除了互 相排斥的特征和/或步骤以外,均可以以任何方式组合。
本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征,除 非特别叙述,均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即,除非 特别叙述,每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“一端”、“另一端”、“外侧”、“上”、 “内侧”、“水平”、“同轴”、“中央”、“端部”、“长度”、“外端”等指示的方位或位 置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描 述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位 构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等, 除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“套接”、“连接”、 “贯穿”、“插接”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸 连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可 以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用 关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体 情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例中使用的原料介绍如下:
棉秆皮,使用产自江苏盐城的棉花秸秆,人工将其外皮剥下并切成约1~5cm 长的小段。
壳聚糖,脱乙酰程度为90~95%,厂家河南希禾化工有限公司。
聚乳酸纤维,牌号6201D,厂家美国NatureWorks。
氨基聚硅氧烷,厂家广州市霍普化学科技有限公司,型号HP-859。
实施例1
如图1至图6所示的一种水族馆生态水处理装置,包括水族箱1,及安装在 水族箱内1的机械过滤装置2、蛋白分离装置3、杀菌装置4、加温控制装置5 和生化过滤装置6;
所述机械过滤装置2包括一泵体201,所述泵体201连接有底部进水管202 和顶部进水管203,所述底部进水管202布置在水族箱1的内底部位置处,所述 顶部进水管203分布在水族箱1的上层水域处,所述泵体201连接有一回水管 204,所述回水管204处装配有一过滤槽205,所述过滤槽205的下端焊接有一 格栅网206,过滤槽205的内部填充有过滤棉207,回水管处落下的水穿过过滤 棉后回流至水族箱内;上述结构主要将水里的悬浮颗粒物,包括投喂的残饵和 鱼的粪便等过滤掉,使透明度提高并减小蛋白分离系统的负担。
除了鱼池自身的机械过滤外,还需要潜水员每天在水中的吸污操作,以便 清除珊瑚砂中的残饵和鱼的排泄物;并需要定期反冲清洗过滤池,将过滤出来 的物质清除出去
所述蛋白分离装置3包括一容器301,在所述容器301的外壁处焊接有一进 水管302,在所述进水管302上焊接有一进气管303,在所述容器301的外壁处 还焊接有一出水管304,所述出水管304上安装有球阀305;
蛋白分离器的原理:利用水泵高压抽动和空气的带入产生大量的小颗粒气 泡(气泡本身带有一定的表面张力和吸附力),将水中的蛋白质、各种悬浮颗 粒、死亡的微生物等吸附上浮,形成表面的泡沫而带出。
主要作用:清除水中的剩余残饵、粪便及鱼体表产生粘液在高水温条件下 腐败变质产生大量蛋白质。
特别注意:
水体中蛋白质如不及时清除积累过多会造成水体呈现乳白色或黄色,即使 分解后也会严重败坏水质,产生有毒物质(氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐、磷酸盐 等)。
蛋白分离系统的正常运行对减轻生化系统的负担至关重要。
所述杀菌装置4包括空压机、冷却塔、除油过滤器、无热再生干燥器、储 气罐、精密过滤器和臭氧发生器,所述空压机、冷却塔、除油过滤器、无热再 生干燥器、储气罐、精密过滤器和臭氧发生器依次连接;
利用臭氧强氧化能力将细菌、真菌、病毒、寄生虫胞壁或体壁上的蛋白氧 化从而杀死细菌。
所述加温控制装置5为一板式换热器;由于水族馆里饲养和展示的大部分 鱼类和生物都是来自于热带、亚热带水域,对水温的要求很高。所以必须要有 一套有效的加温控制系统来确保水温的稳定。
所述生化过滤装置6包括第一过滤槽601,在所述第一过滤槽601的内部设 置有第一隔板611和第二隔板612,所述第一隔板611的底部与所述第一过滤槽 601的槽底之间留有间隙,所述第一隔板611的上端面的高度高于第二隔板612 的上端面的高度,在所述第一过滤槽601的内部、位于所述第一隔板611的左 侧位置处铺设有珊瑚砂621,在所述珊瑚砂621的上方铺设有过滤棉622,在所 述第一隔板611和第二隔板612之间铺设有生化球623,在所述第二隔板612的 右侧位置处铺设有陶瓷环624,在所述第一过滤槽601的左侧位置处安装有进水 管625,在所述第一过滤槽601的右侧位置处安装有第一回水管666,所述第一回水管666回流至水族箱1;
这是五个运行系统中最为关键的系统,水质的好坏、鱼类的健康与否都取 决于生化过滤系统的设计效果,这是水族馆的核心系统。内陆性水族馆不可能 经常大量换海水,生化过滤系统的作用就是将“死水”变成“活水”,将生物利用过 的水变成“好水”,将毒性高的水质变成毒性低的水,确保海水的长期循环利用。
原理:生化过滤系统专门设计有生化池,生化池内放有大量的生化材料: 如珊瑚砂、生化球、陶瓷环、生化棉等。在这些生化材料的表面有大量的微细 毛孔,供生化细菌附着生长。这些生化细菌(如硝化菌、亚硝化菌、厌氧菌) 是有益菌,起到改善水质的作用。
主要作用:这些有益菌在生化池内不断的进行硝化作用和反硝化作用,硝 化菌和亚硝化菌在硝化过程中将高毒性的氨氮转化为亚硝酸盐再转化为基本无 毒的硝酸盐。
本发明中一个较佳的实施例,所述底部进水管202具有多个进水孔222,在 所述进水孔222内焊接有金属格栅网223,金属格栅网223的主要作用是避免将 鱼类吸入。
本发明中一个较佳的实施例,所述顶部进水管203具有多个第一进水孔224, 在所述第一进水孔224内焊接有第一金属格栅网225,第一金属格栅网225的主 要作用是避免将鱼类吸入。
本发明的有益效果是:本产品中,五个系统分开协作,可以同时对水族箱 内的水进行不同方式的净化,达到全面净化水的效果,同时提供鱼类生存所需 的温度和氧气,本产品的结构较为简单,恒本较为低廉,适合推广使用。
实施例2~6
如图1至图6所示的一种水族馆生态水处理装置,包括水族箱1,及安装在 水族箱内1的机械过滤装置2、蛋白分离装置3、杀菌装置4、加温控制装置5 和生化过滤装置6;
所述机械过滤装置2包括一泵体201,所述泵体201连接有底部进水管202 和顶部进水管203,所述底部进水管202布置在水族箱1的内底部位置处,所述 顶部进水管203分布在水族箱1的上层水域处,所述泵体201连接有一回水管 204,所述回水管204处装配有一过滤槽205,所述过滤槽205的下端焊接有一 格栅网206,过滤槽205的内部填充有过滤棉207,回水管处落下的水穿过过滤 棉后回流至水族箱内;上述结构主要将水里的悬浮颗粒物,包括投喂的残饵和 鱼的粪便等过滤掉,使透明度提高并减小蛋白分离系统的负担。
所述蛋白分离装置3包括一容器301,在所述容器301的外壁处焊接有一进 水管302,在所述进水管302上焊接有一进气管303,在所述容器301的外壁处 还焊接有一出水管304,所述出水管304上安装有球阀305;
所述杀菌装置4包括空压机、冷却塔、除油过滤器、无热再生干燥器、储 气罐、精密过滤器和臭氧发生器,所述空压机、冷却塔、除油过滤器、无热再 生干燥器、储气罐、精密过滤器和臭氧发生器依次连接;
所述加温控制装置5为一板式换热器;
所述生化过滤装置6包括第一过滤槽601,在所述第一过滤槽601的内部设 置有第一隔板611和第二隔板612,所述第一隔板611的底部与所述第一过滤槽 601的槽底之间留有间隙,所述第一隔板611的上端面的高度高于第二隔板612 的上端面的高度,在所述第一过滤槽601的内部、位于所述第一隔板611的左 侧位置处铺设有珊瑚砂621,在所述珊瑚砂621的上方铺设有过滤棉622,在所 述第一隔板611和第二隔板612之间铺设有生化球623,在所述第二隔板612的 右侧位置处铺设有陶瓷环624,在所述第一过滤槽601的左侧位置处安装有进水 管625,在所述第一过滤槽601的右侧位置处安装有第一回水管666,所述第一回水管666回流至水族箱1。
所述过滤棉通过以下过程制备得到:
(1)分次闪爆制备棉秆皮纤维:将棉秆皮用浓度10g/L的氢氧化钠水溶液 浸泡2h,浸泡温度80℃,棉秆皮和氢氧化钠水溶液的液固比为15mL/g;然后在 水蒸气压力2MPa条件下,将浸泡后的棉秆皮放入闪爆机物料仓保压3min后点 爆;重复上述步骤完成次数为1~5次的闪爆,即为分次闪爆;收集闪爆后的棉 秆皮纤维,用质量分数5%的冰醋酸溶液洗涤至洗液呈中性,后用水洗涤,自然 晾干,获得棉秆皮纤维;
(2)棉秆皮纤维网的制备:将棉秆皮纤维与水按照固液比为0.65g/L置于 打浆机中,疏解纤维5min后,打浆20min,之后于60℃烘干至恒重;向烘干至 恒重的棉秆皮纤维中加水,每4g棉秆皮纤维加水10kg,疏解10min后倒入纸样 抄取器抄造成片,再用热压机在压力2MPa、120℃热压10min制成棉秆皮纤维 网;
(3)把棉秆皮纤维网置于平板模具中,在120℃、压力3MPa热压10min制 得过滤棉。
实施例2~6的区别在于:分次闪爆制备棉秆皮纤维的次数不同,实施例2 分次闪爆次数为1次,实施例3分次闪爆次数为2次,实施例4分次闪爆次数 为3次,实施例5分次闪爆次数为4次,实施例6分次闪爆次数为5次。
测试例1
对实施例2~6分次闪爆制备得到的棉秆皮纤维测试拉伸力学性能:棉秆皮 纤维在标准温湿度环境(21℃,65%RH)中吸湿平衡24h,然后用单纤维强伸 仪测试纤维的拉伸性能,拉伸速度为10mm/min,夹持为10mm,取50根纤维 的平均值。
其中,纤维的断裂强度按下式计算,Pt=P/Tt;式中:Pt为纤维的断裂强度, N/tex;P为纤维的断裂强力,N;Tt为纤维的线密度,tex。
纤维的断裂伸长率按下式计算,ε=ΔL/Lo×100%;式中:ε为纤维的断裂 伸长率,%;ΔL为纤维拉伸至断裂时的伸长,mm;Lo为纤维的原始长度,mm。
对实施例2和实施例4分次闪爆制备得到的棉秆皮纤维测试热稳定性:采 用热分析系统TGA对样品进行热稳定性分析,温度范围30℃到700℃,升温速 度20℃/min,氮气流速为60mL/min。实施例2的棉秆皮纤维的起始分解温度为 220℃,实施例4的棉秆皮纤维的起始分解温度为260℃。
具体测试结果见表1。
水蒸气闪爆的高温作用易使半纤维素降解,快速降压的物理过程更有利于 生物质结构的分离。通过闪爆次数的增加延长保压时间,长时间高温作用使半 纤维素等物质降解加剧。分次闪爆每次闪爆后纤维被爆破气流喷射到开放式回 收仓,暴露于空气中迅速降温,高温影响减弱。且分次闪爆增加了高温高压水 蒸气瞬间释放压力纤维束由内而外爆破的物理过程,更有利于分离。从表1可 以看出,闪爆1次和闪爆3次的力学性能最为接近,而实施例5和实施例6棉 秆皮纤维的力学性能下降较多。基于力学性能和热稳定性能的综合考虑,将闪 爆3次作为最佳的闪爆次数。
实施例7
如图1至图6所示的一种水族馆生态水处理装置,包括水族箱1,及安装在 水族箱内1的机械过滤装置2、蛋白分离装置3、杀菌装置4、加温控制装置5 和生化过滤装置6;
所述机械过滤装置2包括一泵体201,所述泵体201连接有底部进水管202 和顶部进水管203,所述底部进水管202布置在水族箱1的内底部位置处,所述 顶部进水管203分布在水族箱1的上层水域处,所述泵体201连接有一回水管 204,所述回水管204处装配有一过滤槽205,所述过滤槽205的下端焊接有一 格栅网206,过滤槽205的内部填充有过滤棉207,回水管处落下的水穿过过滤 棉后回流至水族箱内;上述结构主要将水里的悬浮颗粒物,包括投喂的残饵和 鱼的粪便等过滤掉,使透明度提高并减小蛋白分离系统的负担。
所述蛋白分离装置3包括一容器301,在所述容器301的外壁处焊接有一进 水管302,在所述进水管302上焊接有一进气管303,在所述容器301的外壁处 还焊接有一出水管304,所述出水管304上安装有球阀305;
所述杀菌装置4包括空压机、冷却塔、除油过滤器、无热再生干燥器、储 气罐、精密过滤器和臭氧发生器,所述空压机、冷却塔、除油过滤器、无热再 生干燥器、储气罐、精密过滤器和臭氧发生器依次连接;
所述加温控制装置5为一板式换热器;
所述生化过滤装置6包括第一过滤槽601,在所述第一过滤槽601的内部设 置有第一隔板611和第二隔板612,所述第一隔板611的底部与所述第一过滤槽 601的槽底之间留有间隙,所述第一隔板611的上端面的高度高于第二隔板612 的上端面的高度,在所述第一过滤槽601的内部、位于所述第一隔板611的左 侧位置处铺设有珊瑚砂621,在所述珊瑚砂621的上方铺设有过滤棉622,在所 述第一隔板611和第二隔板612之间铺设有生化球623,在所述第二隔板612的 右侧位置处铺设有陶瓷环624,在所述第一过滤槽601的左侧位置处安装有进水 管625,在所述第一过滤槽601的右侧位置处安装有第一回水管666,所述第一回水管666回流至水族箱1。
所述过滤棉通过以下过程制备得到:
(1)分次闪爆制备棉秆皮纤维:将棉秆皮用浓度10g/L的氢氧化钠水溶液 浸泡2h,浸泡温度80℃,棉秆皮和氢氧化钠水溶液的液固比为15mL/g;然后在 水蒸气压力2MPa条件下,将浸泡后的棉秆皮放入闪爆机物料仓保压3min后点 爆;重复上述步骤完成次数为3次的闪爆,即为分次闪爆;收集闪爆后的棉秆 皮纤维,用质量分数5%的冰醋酸溶液洗涤至洗液呈中性,后用水洗涤,自然晾 干,获得棉秆皮纤维;
(2)棉秆皮纤维网的制备:将棉秆皮纤维与水按照固液比为0.65g/L置于 打浆机中,疏解纤维5min后,打浆20min,之后于60℃烘干至恒重;向烘干至 恒重的棉秆皮纤维中加水,每4g棉秆皮纤维加水10kg,疏解10min后倒入纸样 抄取器抄造成片,再用热压机在压力2MPa、120℃热压10min制成定量95克/ 平方米的棉秆皮纤维网;
(3)把棉秆皮纤维网置于平板模具中,在120℃、压力3MPa热压10min 制得二次热压后的棉秆皮纤维网;
(4)将壳聚糖加入质量分数1wt%的乙酸溶液中,在25℃以500转/分钟搅 拌均匀,配制成浓度18g/L的壳聚糖溶液;将二次热压后的棉秆皮纤维网以重 量比1:20充分浸渍到壳聚糖溶液中,放入平板模具中继续在120℃、压力3MPa 热压10min;将热压后的棉秆皮纤维网用质量分数1wt%的氢氧化钠水溶液洗涤, 之后用水洗涤至洗液呈中性,在80℃干燥至恒重,制得过滤棉。
实施例8~10
如图1至图6所示的一种水族馆生态水处理装置,包括水族箱1,及安装在 水族箱内1的机械过滤装置2、蛋白分离装置3、杀菌装置4、加温控制装置5 和生化过滤装置6;
所述机械过滤装置2包括一泵体201,所述泵体201连接有底部进水管202 和顶部进水管203,所述底部进水管202布置在水族箱1的内底部位置处,所述 顶部进水管203分布在水族箱1的上层水域处,所述泵体201连接有一回水管 204,所述回水管204处装配有一过滤槽205,所述过滤槽205的下端焊接有一 格栅网206,过滤槽205的内部填充有过滤棉207,回水管处落下的水穿过过滤 棉后回流至水族箱内;上述结构主要将水里的悬浮颗粒物,包括投喂的残饵和 鱼的粪便等过滤掉,使透明度提高并减小蛋白分离系统的负担。
所述蛋白分离装置3包括一容器301,在所述容器301的外壁处焊接有一进 水管302,在所述进水管302上焊接有一进气管303,在所述容器301的外壁处 还焊接有一出水管304,所述出水管304上安装有球阀305;
所述杀菌装置4包括空压机、冷却塔、除油过滤器、无热再生干燥器、储 气罐、精密过滤器和臭氧发生器,所述空压机、冷却塔、除油过滤器、无热再 生干燥器、储气罐、精密过滤器和臭氧发生器依次连接;
所述加温控制装置5为一板式换热器;
所述生化过滤装置6包括第一过滤槽601,在所述第一过滤槽601的内部设 置有第一隔板611和第二隔板612,所述第一隔板611的底部与所述第一过滤槽 601的槽底之间留有间隙,所述第一隔板611的上端面的高度高于第二隔板612 的上端面的高度,在所述第一过滤槽601的内部、位于所述第一隔板611的左 侧位置处铺设有珊瑚砂621,在所述珊瑚砂621的上方铺设有过滤棉622,在所 述第一隔板611和第二隔板612之间铺设有生化球623,在所述第二隔板612的 右侧位置处铺设有陶瓷环624,在所述第一过滤槽601的左侧位置处安装有进水 管625,在所述第一过滤槽601的右侧位置处安装有第一回水管666,所述第一回水管666回流至水族箱1。
所述过滤棉通过以下过程制备得到:
(1)分次闪爆制备棉秆皮纤维:将棉秆皮用浓度10g/L的氢氧化钠水溶液 浸泡2h,浸泡温度80℃,棉秆皮和氢氧化钠水溶液的液固比为15mL/g;然后在 水蒸气压力2MPa条件下,将浸泡后的棉秆皮放入闪爆机物料仓保压3min后点 爆;重复上述步骤完成次数为3次的闪爆,即为分次闪爆;收集闪爆后的棉秆 皮纤维,用质量分数5%的冰醋酸溶液洗涤至洗液呈中性,后用水洗涤,自然晾 干,获得棉秆皮纤维;
(2)棉秆皮纤维/聚乳酸复合网的制备:将棉秆皮纤维与聚乳酸纤维分别按 一定的重量比混合,随后混合料与水按照固液比为0.65g/L置于打浆机中,疏解 纤维5min后,打浆20min,之后于60℃烘干浆料至恒重;向烘干至恒重的浆料 中加水,每4g浆料加水10kg,疏解10min后倒入纸样抄取器抄造成片,再用热 压机在190℃、压力1MPa热压10min制成棉秆皮纤维/聚乳酸复合网;
(3)把棉秆皮纤维/聚乳酸复合网置于平板模具中,在120℃、压力3MPa 热压10min制得二次热压后的棉秆皮纤维网;
(4)将壳聚糖加入质量分数1wt%的乙酸溶液中,在25℃以500转/分钟搅 拌均匀,配制成浓度18g/L的壳聚糖溶液;将二次热压后的棉秆皮纤维网以重 量比1:20充分浸渍到壳聚糖溶液中,放入平板模具中继续在120℃、压力3MPa 热压10min;将热压后的棉秆皮纤维网用质量分数1wt%的氢氧化钠水溶液洗涤, 之后用水洗涤至洗液呈中性,在80℃干燥至恒重,制得过滤棉。
实施例8~10的区别在于棉秆皮纤维与聚乳酸纤维的重量比不同,实施例8 棉秆皮纤维与聚乳酸纤维的重量比为1/3,实施例9棉秆皮纤维与聚乳酸纤维的 重量比为1/1,实施例10棉秆皮纤维与聚乳酸纤维的重量比为3/1。
实施例11
如图1至图6所示的一种水族馆生态水处理装置,包括水族箱1,及安装在 水族箱内1的机械过滤装置2、蛋白分离装置3、杀菌装置4、加温控制装置5 和生化过滤装置6;
所述机械过滤装置2包括一泵体201,所述泵体201连接有底部进水管202 和顶部进水管203,所述底部进水管202布置在水族箱1的内底部位置处,所述 顶部进水管203分布在水族箱1的上层水域处,所述泵体201连接有一回水管 204,所述回水管204处装配有一过滤槽205,所述过滤槽205的下端焊接有一 格栅网206,过滤槽205的内部填充有过滤棉207,回水管处落下的水穿过过滤 棉后回流至水族箱内;上述结构主要将水里的悬浮颗粒物,包括投喂的残饵和 鱼的粪便等过滤掉,使透明度提高并减小蛋白分离系统的负担。
所述蛋白分离装置3包括一容器301,在所述容器301的外壁处焊接有一进 水管302,在所述进水管302上焊接有一进气管303,在所述容器301的外壁处 还焊接有一出水管304,所述出水管304上安装有球阀305;
所述杀菌装置4包括空压机、冷却塔、除油过滤器、无热再生干燥器、储 气罐、精密过滤器和臭氧发生器,所述空压机、冷却塔、除油过滤器、无热再 生干燥器、储气罐、精密过滤器和臭氧发生器依次连接;
所述加温控制装置5为一板式换热器;
所述生化过滤装置6包括第一过滤槽601,在所述第一过滤槽601的内部设 置有第一隔板611和第二隔板612,所述第一隔板611的底部与所述第一过滤槽 601的槽底之间留有间隙,所述第一隔板611的上端面的高度高于第二隔板612 的上端面的高度,在所述第一过滤槽601的内部、位于所述第一隔板611的左 侧位置处铺设有珊瑚砂621,在所述珊瑚砂621的上方铺设有过滤棉622,在所 述第一隔板611和第二隔板612之间铺设有生化球623,在所述第二隔板612的 右侧位置处铺设有陶瓷环624,在所述第一过滤槽601的左侧位置处安装有进水 管625,在所述第一过滤槽601的右侧位置处安装有第一回水管666,所述第一回水管666回流至水族箱1。
所述过滤棉通过以下过程制备得到:
(1)分次闪爆制备棉秆皮纤维:将棉秆皮用浓度10g/L的氢氧化钠水溶液 浸泡2h,浸泡温度80℃,棉秆皮和氢氧化钠水溶液的液固比为15mL/g;然后在 水蒸气压力2MPa条件下,将浸泡后的棉秆皮放入闪爆机物料仓保压3min后点 爆;重复上述步骤完成次数为3次的闪爆,即为分次闪爆;收集闪爆后的棉秆 皮纤维,用质量分数5%的冰醋酸溶液洗涤至洗液呈中性,后用水洗涤,自然晾 干,获得棉秆皮纤维;
(2)将棉秆皮纤维以重量比1:30浸渍在质量分数2%的高碘酸钠溶液中, 在70℃避光反应120分钟,用水洗净,室温晾干,制成氧化棉秆皮纤维;在反 应装置中加入30mL水和1g氧化棉秆皮纤维搅拌均匀,升温至70℃;将戊二醛 2.5mL与20mL水混合,加入氧化棉秆皮纤维所在的溶液中,在70℃保温反应 0.5小时;再加入10mL质量分数10%的氨基化合物水溶液,在70℃继续反应4 小时,以4000转/分钟离心30分钟收集固体;将固体用水洗涤,在80℃烘干至 恒重,得到氨基改性的棉秆皮纤维;
(3)将氨基改性的棉秆皮纤维与聚乳酸纤维按重量比1/1混合,随后混合 料与水按照固液比为0.65g/L置于打浆机中,疏解纤维5min后,打浆20min, 之后于60℃烘干浆料至恒重;向烘干至恒重的浆料中加水,每4g浆料加水10kg, 疏解10min后倒入纸样抄取器抄造成片,再用热压机在190℃、压力1MPa热压 10min制成棉秆皮纤维/聚乳酸复合网;
(4)把棉秆皮纤维/聚乳酸复合网置于平板模具中,在120℃、压力3MPa 热压10min制得二次热压后的棉秆皮纤维/聚乳酸复合网;
(5)将壳聚糖加入质量分数1wt%的乙酸溶液中,在25℃以500转/分钟搅 拌均匀,配制成浓度18g/L的壳聚糖溶液;将二次热压后的棉秆皮纤维/聚乳酸 复合网以重量比1:20充分浸渍到壳聚糖溶液中,放入平板模具中继续在120℃、 压力3MPa热压10min;将热压后的棉秆皮纤维/聚乳酸复合网用质量分数1wt% 的氢氧化钠水溶液洗涤,之后用水洗涤至洗液呈中性,在80℃干燥至恒重,制 得过滤棉。
所述氨基化合物为二甲基二烯丙基氯化铵。
实施例12
如图1至图6所示的一种水族馆生态水处理装置,包括水族箱1,及安装在 水族箱内1的机械过滤装置2、蛋白分离装置3、杀菌装置4、加温控制装置5 和生化过滤装置6;
所述机械过滤装置2包括一泵体201,所述泵体201连接有底部进水管202 和顶部进水管203,所述底部进水管202布置在水族箱1的内底部位置处,所述 顶部进水管203分布在水族箱1的上层水域处,所述泵体201连接有一回水管 204,所述回水管204处装配有一过滤槽205,所述过滤槽205的下端焊接有一 格栅网206,过滤槽205的内部填充有过滤棉207,回水管处落下的水穿过过滤 棉后回流至水族箱内;上述结构主要将水里的悬浮颗粒物,包括投喂的残饵和 鱼的粪便等过滤掉,使透明度提高并减小蛋白分离系统的负担。
所述蛋白分离装置3包括一容器301,在所述容器301的外壁处焊接有一进 水管302,在所述进水管302上焊接有一进气管303,在所述容器301的外壁处 还焊接有一出水管304,所述出水管304上安装有球阀305;
所述杀菌装置4包括空压机、冷却塔、除油过滤器、无热再生干燥器、储 气罐、精密过滤器和臭氧发生器,所述空压机、冷却塔、除油过滤器、无热再 生干燥器、储气罐、精密过滤器和臭氧发生器依次连接;
所述加温控制装置5为一板式换热器;
所述生化过滤装置6包括第一过滤槽601,在所述第一过滤槽601的内部设 置有第一隔板611和第二隔板612,所述第一隔板611的底部与所述第一过滤槽 601的槽底之间留有间隙,所述第一隔板611的上端面的高度高于第二隔板612 的上端面的高度,在所述第一过滤槽601的内部、位于所述第一隔板611的左 侧位置处铺设有珊瑚砂621,在所述珊瑚砂621的上方铺设有过滤棉622,在所 述第一隔板611和第二隔板612之间铺设有生化球623,在所述第二隔板612的 右侧位置处铺设有陶瓷环624,在所述第一过滤槽601的左侧位置处安装有进水 管625,在所述第一过滤槽601的右侧位置处安装有第一回水管666,所述第一回水管666回流至水族箱1。
所述过滤棉通过以下过程制备得到:
(1)分次闪爆制备棉秆皮纤维:将棉秆皮用浓度10g/L的氢氧化钠水溶液 浸泡2h,浸泡温度80℃,棉秆皮和氢氧化钠水溶液的液固比为15mL/g;然后在 水蒸气压力2MPa条件下,将浸泡后的棉秆皮放入闪爆机物料仓保压3min后点 爆;重复上述步骤完成次数为3次的闪爆,即为分次闪爆;收集闪爆后的棉秆 皮纤维,用质量分数5%的冰醋酸溶液洗涤至洗液呈中性,后用水洗涤,自然晾 干,获得棉秆皮纤维;
(2)将棉秆皮纤维以重量比1:30浸渍在质量分数2%的高碘酸钠溶液中, 在70℃避光反应120分钟,用水洗净,室温晾干,制成氧化棉秆皮纤维;在反 应装置中加入30mL水和1g氧化棉秆皮纤维搅拌均匀,升温至70℃;将戊二醛 2.5mL与20mL水混合,加入氧化棉秆皮纤维所在的溶液中,在70℃保温反应 0.5小时;再加入10mL质量分数10%的氨基化合物水溶液,在70℃继续反应4 小时,以4000转/分钟离心30分钟收集固体;将固体用水洗涤,在80℃烘干至 恒重,得到氨基改性的棉秆皮纤维;
(3)将氨基改性的棉秆皮纤维与聚乳酸纤维按重量比1/1混合,随后混合 料与水按照固液比为0.65g/L置于打浆机中,疏解纤维5min后,打浆20min, 之后于60℃烘干浆料至恒重;向烘干至恒重的浆料中加水,每4g浆料加水10kg, 疏解10min后倒入纸样抄取器抄造成片,再用热压机在190℃、压力1MPa热压 10min制成棉秆皮纤维/聚乳酸复合网;
(4)把棉秆皮纤维/聚乳酸复合网置于平板模具中,在120℃、压力3MPa 热压10min制得二次热压后的棉秆皮纤维/聚乳酸复合网;
(5)将壳聚糖加入质量分数1wt%的乙酸溶液中,在25℃以500转/分钟搅 拌均匀,配制成浓度18g/L的壳聚糖溶液;将二次热压后的棉秆皮纤维/聚乳酸 复合网以重量比1:20充分浸渍到壳聚糖溶液中,放入平板模具中继续在120℃、 压力3MPa热压10min;将热压后的棉秆皮纤维/聚乳酸复合网用质量分数1wt% 的氢氧化钠水溶液洗涤,之后用水洗涤至洗液呈中性,在80℃干燥至恒重,制 得过滤棉。
所述氨基化合物为氨基聚硅氧烷。
实施例13
如图1至图6所示的一种水族馆生态水处理装置,包括水族箱1,及安装在 水族箱内1的机械过滤装置2、蛋白分离装置3、杀菌装置4、加温控制装置5 和生化过滤装置6;
所述机械过滤装置2包括一泵体201,所述泵体201连接有底部进水管202 和顶部进水管203,所述底部进水管202布置在水族箱1的内底部位置处,所述 顶部进水管203分布在水族箱1的上层水域处,所述泵体201连接有一回水管204,所述回水管204处装配有一过滤槽205,所述过滤槽205的下端焊接有一 格栅网206,过滤槽205的内部填充有过滤棉207,回水管处落下的水穿过过滤 棉后回流至水族箱内;上述结构主要将水里的悬浮颗粒物,包括投喂的残饵和 鱼的粪便等过滤掉,使透明度提高并减小蛋白分离系统的负担。
所述蛋白分离装置3包括一容器301,在所述容器301的外壁处焊接有一进 水管302,在所述进水管302上焊接有一进气管303,在所述容器301的外壁处 还焊接有一出水管304,所述出水管304上安装有球阀305;
所述杀菌装置4包括空压机、冷却塔、除油过滤器、无热再生干燥器、储 气罐、精密过滤器和臭氧发生器,所述空压机、冷却塔、除油过滤器、无热再 生干燥器、储气罐、精密过滤器和臭氧发生器依次连接;
所述加温控制装置5为一板式换热器;
所述生化过滤装置6包括第一过滤槽601,在所述第一过滤槽601的内部设 置有第一隔板611和第二隔板612,所述第一隔板611的底部与所述第一过滤槽 601的槽底之间留有间隙,所述第一隔板611的上端面的高度高于第二隔板612 的上端面的高度,在所述第一过滤槽601的内部、位于所述第一隔板611的左 侧位置处铺设有珊瑚砂621,在所述珊瑚砂621的上方铺设有过滤棉622,在所 述第一隔板611和第二隔板612之间铺设有生化球623,在所述第二隔板612的 右侧位置处铺设有陶瓷环624,在所述第一过滤槽601的左侧位置处安装有进水 管625,在所述第一过滤槽601的右侧位置处安装有第一回水管666,所述第一回水管666回流至水族箱1。
所述过滤棉通过以下过程制备得到:
(1)分次闪爆制备棉秆皮纤维:将棉秆皮用浓度10g/L的氢氧化钠水溶液 浸泡2h,浸泡温度80℃,棉秆皮和氢氧化钠水溶液的液固比为15mL/g;然后在 水蒸气压力2MPa条件下,将浸泡后的棉秆皮放入闪爆机物料仓保压3min后点 爆;重复上述步骤完成次数为3次的闪爆,即为分次闪爆;收集闪爆后的棉秆 皮纤维,用质量分数5%的冰醋酸溶液洗涤至洗液呈中性,后用水洗涤,自然晾 干,获得棉秆皮纤维;
(2)将棉秆皮纤维以重量比1:30浸渍在质量分数2%的高碘酸钠溶液中, 在70℃避光反应120分钟,用水洗净,室温晾干,制成氧化棉秆皮纤维;在反 应装置中加入30mL水和1g氧化棉秆皮纤维搅拌均匀,升温至70℃;将戊二醛 2.5mL与20mL水混合,加入氧化棉秆皮纤维所在的溶液中,在70℃保温反应 0.5小时;再加入10mL质量分数10%的氨基化合物水溶液,在70℃继续反应4 小时,以4000转/分钟离心30分钟收集固体;将固体用水洗涤,在80℃烘干至 恒重,得到氨基改性的棉秆皮纤维;
(3)将氨基改性的棉秆皮纤维与聚乳酸纤维按重量比1/1混合,随后混合 料与水按照固液比为0.65g/L置于打浆机中,疏解纤维5min后,打浆20min, 之后于60℃烘干浆料至恒重;向烘干至恒重的浆料中加水,每4g浆料加水10kg, 疏解10min后倒入纸样抄取器抄造成片,再用热压机在190℃、压力1MPa热压 10min制成棉秆皮纤维/聚乳酸复合网;
(4)把棉秆皮纤维/聚乳酸复合网置于平板模具中,在120℃、压力3MPa 热压10min制得二次热压后的棉秆皮纤维/聚乳酸复合网;
(5)将壳聚糖加入质量分数1wt%的乙酸溶液中,在25℃以500转/分钟搅 拌均匀,配制成浓度18g/L的壳聚糖溶液;将二次热压后的棉秆皮纤维/聚乳酸 复合网以重量比1:20充分浸渍到壳聚糖溶液中,放入平板模具中继续在120℃、 压力3MPa热压10min;将热压后的棉秆皮纤维/聚乳酸复合网用质量分数1wt% 的氢氧化钠水溶液洗涤,之后用水洗涤至洗液呈中性,在80℃干燥至恒重,制 得过滤棉。
所述氨基化合物为二甲基二烯丙基氯化铵和氨基聚硅氧烷以质量比1:1组 成的混合物。
测试例2
对实施例所得过滤棉进行力学性能测试:由电子万能试验机测得,包括标 准状态和湿态下的力学性能。试样尺寸150mm×25mm,拉伸速度100mm/min, 夹持距离100mm。将过滤棉在25℃、相对湿度65%的条件下平衡24h后,测定 标准条件下的力学性能。湿态下的力学性能是将过滤棉在去离子水中浸泡1h后, 用滤纸吸去过滤棉表面的游离水,测得湿态力学性能。具体测试结果见表2。
表2过滤棉力学性能测试
测试例3
参照《两种新型改性砂对HA的过滤效果及其反冲洗条件优化研究》(黄 太福)对实施例所得过滤棉进行过滤性能测试。具体测试结果见表3。
表3过滤棉过滤性能测试
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于 此,任何不经过创造性劳动想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围 之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (9)

1.水族馆生态水处理装置,其特征在于:包括水族箱,及安装在水族箱内的机械过滤装置、蛋白分离装置、杀菌装置、加温控制装置和生化过滤装置;
所述机械过滤装置包括一泵体,所述泵体连接有底部进水管和顶部进水管,所述底部进水管布置在水族箱的内底部位置处,所述顶部进水管分布在水族箱的上层水域处,所述泵体连接有一回水管,所述回水管处装配有一过滤槽,所述过滤槽的下端焊接有一格栅网,过滤槽的内部填充有过滤棉,回水管处落下的水穿过过滤棉后回流至水族箱内;
所述蛋白分离装置包括一容器,在所述容器的外壁处焊接有一进水管,在所述进水管上焊接有一进气管,在所述容器的外壁处还焊接有一出水管,所述出水管上安装有球阀;
所述杀菌装置包括空压机、冷却塔、除油过滤器、无热再生干燥器、储气罐、精密过滤器和臭氧发生器,所述空压机、冷却塔、除油过滤器、无热再生干燥器、储气罐、精密过滤器和臭氧发生器依次连接;
所述加温控制装置为一板式换热器;
所述生化过滤装置包括第一过滤槽,在所述第一过滤槽的内部设置有第一隔板和第二隔板,所述第一隔板的底部与所述第一过滤槽的槽底之间留有间隙,所述第一隔板的上端面的高度高于第二隔板的上端面的高度,在所述第一过滤槽的内部、位于所述第一隔板的左侧位置处铺设有珊瑚砂,在所述珊瑚砂的上方铺设有过滤棉,在所述第一隔板和第二隔板之间铺设有生化球,在所述第二隔板的右侧位置处铺设有陶瓷环,在所述第一过滤槽的左侧位置处安装有进水管,在所述第一过滤槽的右侧位置处安装有第一回水管,所述第一回水管回流至水族箱。
2.根据权利要求1所述的水族馆生态水处理装置,其特征在于:所述底部进水管具有多个进水孔,在所述进水孔内焊接有金属格栅网。
3.根据权利要求1所述的水族馆生态水处理装置,其特征在于:所述顶部进水管具有多个第一进水孔,在所述第一进水孔内焊接有第一金属格栅网。
4.根据权利要求1所述的水族馆生态水处理装置,其特征在于:所述过滤棉通过以下过程制备得到:
(1)分次闪爆制备棉秆皮纤维:将棉秆皮用浓度5~10g/L的氢氧化钠水溶液浸泡1~3h,浸泡温度60~80℃,棉秆皮和氢氧化钠水溶液的液固比为10~15mL/g;然后在水蒸气压力1~3MPa条件下,将浸泡后的棉秆皮放入闪爆机物料仓保压2~4min后点爆;重复上述步骤完成次数为1~5次的闪爆,即为分次闪爆;收集闪爆后的棉秆皮纤维,用质量分数1~10%的冰醋酸溶液洗涤至洗液呈中性,后用水洗涤,自然晾干,获得棉秆皮纤维;
(2)棉秆皮纤维网的制备:将棉秆皮纤维与水按照固液比为0.5~0.8g/L置于打浆机中,疏解纤维5~10min后,打浆5~25min,之后于60~80℃烘干至恒重;向烘干至恒重的棉秆皮纤维中加水,每2~5g棉秆皮纤维加水8~12kg,疏解10~20min后倒入纸样抄取器抄造成片,再用热压机在压力1~3MPa、110~120℃热压10~15min制成棉秆皮纤维网;
(3)把棉秆皮纤维网置于平板模具中,在110~120℃、压力1~4MPa热压10~15min制得过滤棉。
5.根据权利要求1所述的水族馆生态水处理装置,其特征在于:所述过滤棉通过以下过程制备得到:
(1)分次闪爆制备棉秆皮纤维:将棉秆皮用浓度5~10g/L的氢氧化钠水溶液浸泡1~3h,浸泡温度60~80℃,棉秆皮和氢氧化钠水溶液的液固比为10~15mL/g;然后在水蒸气压力1~3MPa条件下,将浸泡后的棉秆皮放入闪爆机物料仓保压2~4min后点爆;重复上述步骤完成次数为1~5次的闪爆,即为分次闪爆;收集闪爆后的棉秆皮纤维,用质量分数1~10%的冰醋酸溶液洗涤至洗液呈中性,后用水洗涤,自然晾干,获得棉秆皮纤维;
(2)棉秆皮纤维网的制备:将棉秆皮纤维与水按照固液比为0.5~0.8g/L置于打浆机中,疏解纤维5~10min后,打浆5~25min,之后于60~80℃烘干至恒重;向烘干至恒重的棉秆皮纤维中加水,每2~5g棉秆皮纤维加水8~12kg,疏解10~20min后倒入纸样抄取器抄造成片,再用热压机在压力1~3MPa、110~120℃热压10~15min制成棉秆皮纤维网;
(3)把棉秆皮纤维网置于平板模具中,在110~120℃、压力1~4MPa热压10~15min制得二次热压后的棉秆皮纤维网;
(4)将壳聚糖加入质量分数1~2wt%的乙酸溶液中,在20~30℃搅拌均匀,配制成浓度10~20g/L的壳聚糖溶液;将二次热压后的棉秆皮纤维网以重量比1:(20~30)充分浸渍到壳聚糖溶液中,放入平板模具中继续在110~120℃、压力1~4MPa热压10~20min;将热压后的棉秆皮纤维网用质量分数1~5wt%的氢氧化钠水溶液洗涤,之后用水洗涤至洗液呈中性,在60~80℃干燥至恒重,制得过滤棉。
6.根据权利要求1所述的水族馆生态水处理装置,其特征在于:所述过滤棉通过以下过程制备得到:
(1)分次闪爆制备棉秆皮纤维:将棉秆皮用浓度5~10g/L的氢氧化钠水溶液浸泡1~3h,浸泡温度60~80℃,棉秆皮和氢氧化钠水溶液的液固比为10~15mL/g;然后在水蒸气压力1~3MPa条件下,将浸泡后的棉秆皮放入闪爆机物料仓保压2~4min后点爆;重复上述步骤完成次数为1~5次的闪爆,即为分次闪爆;收集闪爆后的棉秆皮纤维,用质量分数1~10%的冰醋酸溶液洗涤至洗液呈中性,后用水洗涤,自然晾干,获得棉秆皮纤维;
(2)棉秆皮纤维网的制备:将棉秆皮纤维与聚乳酸纤维分别按重量比(1~3):(1~3)混合,随后将混合料与水按照固液比为0.5~0.8g/L置于打浆机中,疏解纤维5~10min后,打浆5~25min,之后于60~80℃烘干浆料至恒重;向烘干至恒重的浆料中加水,每2~5g浆料加水8~12kg,疏解10~20min后倒入纸样抄取器抄造成片,再用热压机在压力1~3MPa、170~190℃热压10~15min制成棉秆皮纤维/聚乳酸复合网;
(3)把棉秆皮纤维/聚乳酸复合网置于平板模具中,在110~120℃、压力1~4MPa热压10~15min制得二次热压后的棉秆皮纤维/聚乳酸复合网;
(4)将壳聚糖加入质量分数1~2wt%的乙酸溶液中,在20~30℃搅拌均匀,配制成浓度10~20g/L的壳聚糖溶液;将二次热压后的棉秆皮纤维/聚乳酸复合网以重量比1:(20~30)充分浸渍到壳聚糖溶液中,放入平板模具中继续在110~120℃、压力1~4MPa热压10~20min;将热压后的棉秆皮纤维/聚乳酸复合网用质量分数1~5wt%的氢氧化钠水溶液洗涤,之后用水洗涤至洗液呈中性,在60~80℃干燥至恒重,制得过滤棉。
7.根据权利要求1所述的水族馆生态水处理装置,其特征在于:所述过滤棉通过以下过程制备得到:
(1)分次闪爆制备棉秆皮纤维:将棉秆皮用浓度5~10g/L的氢氧化钠水溶液浸泡1~3h,浸泡温度60~80℃,棉秆皮和氢氧化钠水溶液的液固比为10~15mL/g;然后在水蒸气压力1~3MPa条件下,将浸泡后的棉秆皮放入闪爆机物料仓保压2~4min后点爆;重复上述步骤完成次数为1~5次的闪爆,即为分次闪爆;收集闪爆后的棉秆皮纤维,用质量分数1~10%的冰醋酸溶液洗涤至洗液呈中性,后用水洗涤,自然晾干,获得棉秆皮纤维;
(2)将棉秆皮纤维以重量比1:(20~40)浸渍在质量分数1~3%的高碘酸钠溶液中,在60~80℃避光反应100~120分钟,用水洗净,室温晾干,制成氧化棉秆皮纤维;在反应装置中加入20~40mL水和1~3g氧化棉秆皮纤维搅拌均匀,升温至60~80℃;将戊二醛2~3mL与10~30mL水混合,加入氧化棉秆皮纤维所在的溶液中,在60~80℃保温反应0.5~2小时;再加入10~20mL质量分数4~10%的氨基化合物水溶液,在60~80℃继续反应1~4小时,离心收集固体;将固体用水洗涤,烘干,得到氨基改性的棉秆皮纤维;
(3)棉秆皮纤维/聚乳酸复合网的制备:将氨基改性的棉秆皮纤维与聚乳酸纤维按重量比(1~3):(1~3)混合,随后将混合料与水按照固液比为0.5~0.8g/L置于打浆机中,疏解纤维5~10min后,打浆5~25min,之后于60~80℃烘干浆料至恒重;向烘干至恒重的浆料中加水,每2~5g浆料加水8~12kg,疏解10~20min后倒入纸样抄取器抄造成片,再用热压机在压力1~3MPa、170~190℃热压10~15min制成棉秆皮纤维/聚乳酸复合网;
(4)把棉秆皮纤维/聚乳酸复合网置于平板模具中,在110~120℃、压力1~4MPa热压10~15min制得二次热压后的棉秆皮纤维/聚乳酸复合网;
(5)将壳聚糖加入质量分数1~2wt%的乙酸溶液中,在20~30℃搅拌均匀,配制成浓度10~20g/L的壳聚糖溶液;将二次热压后的棉秆皮纤维/聚乳酸复合网以重量比1:(20~30)充分浸渍到壳聚糖溶液中,放入平板模具中继续在110~120℃、压力1~4MPa热压10~20min;将热压后的棉秆皮纤维/聚乳酸复合网用质量分数1~5wt%的氢氧化钠水溶液洗涤,之后用水洗涤至洗液呈中性,在60~80℃干燥至恒重,制得过滤棉。
8.根据权利要求7所述的水族馆生态水处理装置,其特征在于:所述氨基化合物为二甲基二烯丙基氯化铵和/或氨基聚硅氧烷。。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的水族馆生态水处理装置,其特征在于:所述珊瑚砂的粒径为0.5~0.8cm。
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