一種礦石生物質復合凈水劑的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種礦石生物質復合凈水劑的制備方法，屬于凈水劑制備技術領域。該方法以香蕉皮、蠶繭和花生殼為生物質原料，以電氣石為礦物原料，復配后制得復合填料并摻雜在硅藻土中，煅燒得到預制體，粉碎后經(jīng)植物和微生物復合改性，最終制得礦石生物質復合凈水劑，本發(fā)明制得的凈水劑制備過程簡便易操作，利用生物質原料的物理吸附性以及電氣石的表面沉積、靜電絡合等復合作用來提高吸附凈水效率，制成預制體后再用富含氨基和羧基的植物提取液在微生物的作用下進行親水改性，提高凈水劑在水中的分散性，解決了傳統(tǒng)粉末狀凈水劑在水中分散性差，容易團聚導致其吸附效率低的問題，且使用后無殘留，對人體和環(huán)境無任何危害。
【專利說明】
一種礦石生物質復合凈水劑的制備方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種礦石生物質復合凈水劑的制備方法，屬于凈水劑制備技術領域。
【背景技術】
[0002]電氣石由于自發(fā)電極性而產(chǎn)生的中遠紅外輻射，其光子能量與水的締合分子中的氫鍵能量相當，能強烈激勵水分子，使其處于振動狀態(tài)，易于產(chǎn)生共振，使部分氫鍵發(fā)生斷裂，從而使大的水分子團分解成只含5?6水分子的小水分子團，實現(xiàn)水的重新活化，提高了水的滲透、溶解和代謝等能力，對人體能產(chǎn)生良好的生理效應，例如:改善微循環(huán)、提高免疫能力等。我國大部分自來水廠均采用傳統(tǒng)的氯消毒處理工藝，采用的氧化劑主要為氯、二氧化氯等，上述強氧化劑在消毒的同時，還可以產(chǎn)生相應的消毒副產(chǎn)物:次氯酸、三氯甲烷、亞氯酸鹽和氯酸鹽等，嚴重影響人體健康。
[0003]巴西研究人員發(fā)現(xiàn)，切碎的香蕉皮可以有效去除飲用水中有害的銅、鉛等重金屬。用香蕉皮制成的水凈化設備，即使連續(xù)使用11次，其吸附重金屬污染的特性依然顯著。同目前采用的凈化方法相比，這一方法不但環(huán)保價廉，而且耐用性更好。除香蕉皮之外，此前還有研究表明，椰子殼纖維、花生殼等一些植物廢料也可作為良好的水質凈化材料。
[0004]目前通常采用粉煤灰生產(chǎn)凈水劑，但是該方法由于粉煤灰生產(chǎn)溫度高，其中的鋁元素很難用強酸浸出，需加助溶劑氟化物才能提高鋁的提出率，由于引進氟化物提高了處理成本，且生產(chǎn)凈水劑過程中會產(chǎn)生新的固體廢物，產(chǎn)生二次污染。且粉末狀凈水劑在水中分散性差，容易團聚導致其吸附效率低，并且使用后存在殘留影響人體健康，因此開發(fā)出一種新型高效無污染的凈水劑勢在必行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明主要解決的技術問題:針對目前通常采用粉煤灰生產(chǎn)凈水劑，生產(chǎn)溫度高、工藝流程復雜，制備過程會產(chǎn)生新的固體廢棄物造成二次污染，且粉末狀凈水劑在水中分散性差，容易團聚導致其吸附效率低，并且使用后存在殘留影響人體健康的缺陷，提供了一種礦石生物質復合凈水劑的制備方法，該方法以香蕉皮、蠶繭和花生殼為生物質原料，以電氣石為礦物原料，復配后制得復合填料并摻雜在硅藻土中，煅燒得到預制體，粉碎后經(jīng)植物和微生物復合改性，最終制得礦石生物質復合凈水劑，本發(fā)明制得的凈水劑以無毒無害的生物質以及礦石為原材料，制備過程簡便易操作，利用生物質原料的物理吸附性以及電氣石的表面沉積、靜電絡合等復合作用來提高吸附凈水效率，制成預制體后再用富含氨基和羧基的植物提取液在微生物的作用下進行親水改性，提高凈水劑在水中的分散性，解決了傳統(tǒng)粉末狀凈水劑在水中分散性差，容易團聚導致其吸附效率低的問題，且使用后無殘留，對人體和環(huán)境無任何危害。
[0006]為了解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案是:
(I)稱取200?300g香蕉皮放入烘箱在105?110°C下干燥過夜，再稱取300?400g蠶繭和100?200g花生殼混合均勻后連同干燥后的香蕉皮一起放入球磨機中研磨3?5h后過200目標準篩，得生物質混合粉末；
(2)將400?500g電氣石放入納米級臥式砂磨機中，采用1.0?1.5mm的氧化鋯珠研磨10?12h后過300目標準篩，得到電氣石粉末，按質量比為1:3將上述生物質混合粉末和電氣石粉末混合均勻得復合填料；
(3)按固液比為1:1將200目硅藻土粉末和去離子水一起裝入攪拌機中，再加入硅藻土粉末總質量50?60%上述得到的復合填料，攪拌混合2?3h后出料，將得到的泥狀物料注入不銹鋼模具中，用熱壓機以3?5MPa的壓力熱壓成型，得復合坯體；
(4)將上述制得的復合坯體放入馬弗爐，以3?5mL/min速率向爐中通入氬氣作為保護氣，加熱升溫至400?500°C保溫煅燒3?5h后出爐，拆模得凈水劑預制體，將預制體粉碎后研磨并過250目標準篩，得到凈水劑粗品；
(5)取2?3個新鮮檸檬人工切片，再將檸檬片和400?500g無毛風箱果根莖一起裝入榨汁機榨汁后過濾去除濾渣，得到混合濾液，再按固液比為1:5將上述凈水劑粗品加入到混合濾液中，攪拌均勻得混合物并將其移入陶瓷發(fā)酵罐，再按接種量為10%向陶瓷罐中接入變形桿菌，于35?40°C恒溫箱中保溫發(fā)酵改性2?3周；
(6)待發(fā)酵改性結束后，將發(fā)酵產(chǎn)物裝入布氏漏斗，依次用無水乙醇和去離子水抽濾洗滌3?5遍，將得到的濾渣放入高溫滅菌器中，在120?130°C下滅菌20?30min，滅菌后自然晾干，裝袋后即得礦石生物質復合凈水劑。
[0007]本發(fā)明的具體應用方法:將本發(fā)明制得的礦石生物質復合凈水劑按300?400mg/L的投加量加入到待處理的水體中，對水體曝氣處理I?2h使凈水劑與水體充分混合后，靜置吸附3?5h，即可，處理結束后檢測發(fā)現(xiàn)，水體中重金屬離子去除率達到99.2%以上，COD去除率達到98.5?99.9%，并且本發(fā)明制得的凈水劑吸附量從傳統(tǒng)的260?280mg/g提高至300mg/g以上，提高了 15%以上，凈水效果更加顯著。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:
(1)本發(fā)明制得的礦石生物質復合凈水劑原材料易得，制備工藝流程簡單，生產(chǎn)周期短，成本低廉；
(2)本發(fā)明制得的礦石生物質復合凈水劑無毒無害，使用后在水體中無殘留，對人體和環(huán)境無任何危害；
(3)本發(fā)明制得的礦石生物質復合凈水劑吸附效率高，其吸附率從傳統(tǒng)的260?280mg/g提高至300mg/g以上，提高了 15%以上，凈水效果顯著。
【具體實施方式】
[0009]稱取200?300g香蕉皮放入烘箱在105?110 °C下干燥過夜，再稱取300?400g蠶繭和100?200g花生殼混合均勻后連同干燥后的香蕉皮一起放入球磨機中研磨3?5h后過200目標準篩，得生物質混合粉末；將400?500g電氣石放入納米級臥式砂磨機中，采用1.0?1.5mm的氧化鋯珠研磨10?12h后過300目標準篩，得到電氣石粉末，按質量比為1:3將上述生物質混合粉末和電氣石粉末混合均勻得復合填料;按固液比為I: I將200目硅藻土粉末和去離子水一起裝入攪拌機中，再加入硅藻土粉末總質量50?60%上述得到的復合填料，攪拌混合2?3h后出料，將得到的泥狀物料注入不銹鋼模具中，用熱壓機以3?5MPa的壓力熱壓成型，得復合坯體;將上述制得的復合坯體放入馬弗爐，以3?5mL/min速率向爐中通入氬氣作為保護氣，加熱升溫至400?500°C保溫煅燒3?5h后出爐，拆模得凈水劑預制體，將預制體粉碎后研磨并過250目標準篩，得到凈水劑粗品；取2?3個新鮮檸檬人工切片，再將檸檬片和400?500g無毛風箱果根莖一起裝入榨汁機榨汁后過濾去除濾渣，得到混合濾液，再按固液比為1:5將上述凈水劑粗品加入到混合濾液中，攪拌均勻得混合物并將其移入陶瓷發(fā)酵罐，再按接種量為10%向陶瓷罐中接入變形桿菌，于35?40°C恒溫箱中保溫發(fā)酵改性2?3周;待發(fā)酵改性結束后，將發(fā)酵產(chǎn)物裝入布氏漏斗，依次用無水乙醇和去離子水抽濾洗滌3?5遍，將得到的濾渣放入高溫滅菌器中，在120?130°C下滅菌20?30min，滅菌后自然晾干，裝袋后即得礦石生物質復合凈水劑。
[0010]實例I
稱取200g香蕉皮放入烘箱在105°C下干燥過夜，再稱取300g蠶繭和10g花生殼混合均勻后連同干燥后的香蕉皮一起放入球磨機中研磨3h后過200目標準篩，得生物質混合粉末；將400g電氣石放入納米級臥式砂磨機中，采用1.0mm的氧化鋯珠研磨1h后過300目標準篩，得到電氣石粉末，按質量比為1: 3將上述生物質混合粉末和電氣石粉末混合均勻得復合填料;按固液比為1:1將200目硅藻土粉末和去離子水一起裝入攪拌機中，再加入硅藻土粉末總質量50%上述得到的復合填料，攪拌混合2h后出料，將得到的泥狀物料注入不銹鋼模具中，用熱壓機以3MPa的壓力熱壓成型，得復合坯體;將上述制得的復合坯體放入馬弗爐，以3mL/min速率向爐中通入氬氣作為保護氣，加熱升溫至400°C保溫煅燒3h后出爐，拆模得凈水劑預制體，將預制體粉碎后研磨并過250目標準篩，得到凈水劑粗品；取2個新鮮檸檬人工切片，再將檸檬片和400g無毛風箱果根莖一起裝入榨汁機榨汁后過濾去除濾渣，得到混合濾液，再按固液比為1:5將上述凈水劑粗品加入到混合濾液中，攪拌均勻得混合物并將其移入陶瓷發(fā)酵罐，再按接種量為10%向陶瓷罐中接入變形桿菌，于35°C恒溫箱中保溫發(fā)酵改性2周;待發(fā)酵改性結束后，將發(fā)酵產(chǎn)物裝入布氏漏斗，依次用無水乙醇和去離子水抽濾洗滌3遍，將得到的濾渣放入高溫滅菌器中，在120°C下滅菌20min，滅菌后自然晾干，裝袋后即得礦石生物質復合凈水劑。
[0011]本發(fā)明的具體應用方法:將本發(fā)明制得的礦石生物質復合凈水劑按300mg/L的投加量加入到待處理的水體中，對水體曝氣處理Ih使凈水劑與水體充分混合后，靜置吸附3h后即可，處理結束后檢測發(fā)現(xiàn)，水體中重金屬離子去除率達到99.4%，C0D去除率達到98.5%，并且本發(fā)明制得的凈水劑吸附量從傳統(tǒng)的260mg/g提高至300mg/g以上，提高了 15.3 %，凈水效果更加顯著。
[0012]實例2
稱取250g香蕉皮放入烘箱在108°C下干燥過夜，再稱取350g蠶繭和150g花生殼混合均勻后連同干燥后的香蕉皮一起放入球磨機中研磨4h后過200目標準篩，得生物質混合粉末；將450g電氣石放入納米級臥式砂磨機中，采用1.3mm的氧化鋯珠研磨I Ih后過300目標準篩，得到電氣石粉末，按質量比為1: 3將上述生物質混合粉末和電氣石粉末混合均勻得復合填料;按固液比為1:1將200目硅藻土粉末和去離子水一起裝入攪拌機中，再加入硅藻土粉末總質量55%上述得到的復合填料，攪拌混合2h后出料，將得到的泥狀物料注入不銹鋼模具中，用熱壓機以4MPa的壓力熱壓成型，得復合坯體;將上述制得的復合坯體放入馬弗爐，以4mL/min速率向爐中通入氬氣作為保護氣，加熱升溫至450°C保溫煅燒4h后出爐，拆模得凈水劑預制體，將預制體粉碎后研磨并過250目標準篩，得到凈水劑粗品；取2個新鮮檸檬人工切片，再將檸檬片和450g無毛風箱果根莖一起裝入榨汁機榨汁后過濾去除濾渣，得到混合濾液，再按固液比為1:5將上述凈水劑粗品加入到混合濾液中，攪拌均勻得混合物并將其移入陶瓷發(fā)酵罐，再按接種量為10%向陶瓷罐中接入變形桿菌，于38°C恒溫箱中保溫發(fā)酵改性2周;待發(fā)酵改性結束后，將發(fā)酵產(chǎn)物裝入布氏漏斗，依次用無水乙醇和去離子水抽濾洗滌4遍，將得到的濾渣放入高溫滅菌器中，在125°C下滅菌25min，滅菌后自然晾干，裝袋后即得礦石生物質復合凈水劑。
[0013]本發(fā)明的具體應用方法:將本發(fā)明制得的礦石生物質復合凈水劑按350mg/L的投加量加入到待處理的水體中，對水體曝氣處理Ih使凈水劑與水體充分混合后，靜置吸附4h后即可，處理結束后檢測發(fā)現(xiàn)，水體中重金屬離子去除率達到99.5%，C0D去除率達到98.9%，并且本發(fā)明制得的凈水劑吸附量從傳統(tǒng)的270mg/g提高至350mg/g，提高了 29%，凈水效果更加顯著。
[0014]實例3
稱取300g香蕉皮放入烘箱在110°C下干燥過夜，再稱取400g蠶繭和200g花生殼混合均勻后連同干燥后的香蕉皮一起放入球磨機中研磨5h后過200目標準篩，得生物質混合粉末；將500g電氣石放入納米級臥式砂磨機中，采用1.5mm的氧化鋯珠研磨12h后過300目標準篩，得到電氣石粉末，按質量比為1: 3將上述生物質混合粉末和電氣石粉末混合均勻得復合填料;按固液比為1:1將200目硅藻土粉末和去離子水一起裝入攪拌機中，再加入硅藻土粉末總質量60%上述得到的復合填料，攪拌混合3h后出料，將得到的泥狀物料注入不銹鋼模具中，用熱壓機以5MPa的壓力熱壓成型，得復合坯體;將上述制得的復合坯體放入馬弗爐，以5mL/min速率向爐中通入氬氣作為保護氣，加熱升溫至500°C保溫煅燒5h后出爐，拆模得凈水劑預制體，將預制體粉碎后研磨并過250目標準篩，得到凈水劑粗品；取3個新鮮檸檬人工切片，再將檸檬片和500g無毛風箱果根莖一起裝入榨汁機榨汁后過濾去除濾渣，得到混合濾液，再按固液比為1:5將上述凈水劑粗品加入到混合濾液中，攪拌均勻得混合物并將其移入陶瓷發(fā)酵罐，再按接種量為10%向陶瓷罐中接入變形桿菌，于40°C恒溫箱中保溫發(fā)酵改性3周;待發(fā)酵改性結束后，將發(fā)酵產(chǎn)物裝入布氏漏斗，依次用無水乙醇和去離子水抽濾洗滌5遍，將得到的濾渣放入高溫滅菌器中，在130°C下滅菌30min，滅菌后自然晾干，裝袋后即得礦石生物質復合凈水劑。
[0015]本發(fā)明的具體應用方法:將本發(fā)明制得的礦石生物質復合凈水劑按400mg/L的投加量加入到待處理的水體中，對水體曝氣處理2h使凈水劑與水體充分混合后，靜置吸附5h后即可，處理結束后檢測發(fā)現(xiàn)，水體中重金屬離子去除率達到99.8 %，C0D去除率達到99.9%，并且本發(fā)明制得的凈水劑吸附量從傳統(tǒng)的280mg/g提高至380mg/g，提高了 35.7%,凈水效果更加顯著。
【主權項】
1.一種礦石生物質復合凈水劑的制備方法，其特征在于具體制備步驟為: (1)稱取200?300g香蕉皮放入烘箱在105?110°C下干燥過夜，再稱取300?400g蠶繭和100?200g花生殼混合均勻后連同干燥后的香蕉皮一起放入球磨機中研磨3?5h后過200目標準篩，得生物質混合粉末； (2)將400?500g電氣石放入納米級臥式砂磨機中，采用1.0?1.5mm的氧化鋯珠研磨10?12h后過300目標準篩，得到電氣石粉末，按質量比為1:3將上述生物質混合粉末和電氣石粉末混合均勻得復合填料； (3)按固液比為1:1將200目硅藻土粉末和去離子水一起裝入攪拌機中，再加入硅藻土粉末總質量50?60%上述得到的復合填料，攪拌混合2?3h后出料，將得到的泥狀物料注入不銹鋼模具中，用熱壓機以3?5MPa的壓力熱壓成型，得復合坯體； (4)將上述制得的復合坯體放入馬弗爐，以3?5mL/min速率向爐中通入氬氣作為保護氣，加熱升溫至400?500°C保溫煅燒3?5h后出爐，拆模得凈水劑預制體，將預制體粉碎后研磨并過250目標準篩，得到凈水劑粗品； (5)取2?3個新鮮檸檬人工切片，再將檸檬片和400?500g無毛風箱果根莖一起裝入榨汁機榨汁后過濾去除濾渣，得到混合濾液，再按固液比為1:5將上述凈水劑粗品加入到混合濾液中，攪拌均勻得混合物并將其移入陶瓷發(fā)酵罐，再按接種量為10%向陶瓷罐中接入變形桿菌，于35?40°C恒溫箱中保溫發(fā)酵改性2?3周； (6)待發(fā)酵改性結束后，將發(fā)酵產(chǎn)物裝入布氏漏斗，依次用無水乙醇和去離子水抽濾洗滌3?5遍，將得到的濾渣放入高溫滅菌器中，在120?130°C下滅菌20?30min，滅菌后自然晾干，裝袋后即得礦石生物質復合凈水劑。
【文檔編號】C02F1/28GK106006822SQ201610547448
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月13日
【發(fā)明人】袁春華, 林茂平
【申請人】袁春華