本發(fā)明專利技術(shù)涉及水凈化處理領(lǐng)域，具體地，本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種納米級振濾材料及其應(yīng)用。根據(jù)本發(fā)明專利技術(shù)的納米級振濾材料，其為由火山巖原料經(jīng)過選礦、精加工與活化加工而成，粒徑為1nm-100mm，其表觀為不規(guī)則顆粒，多孔質(zhì)輕，其化學(xué)成分SiO2、CaO、MgO、Fe2O3、Al2O3的含量分別為43.27wt%、9.86wt%、1.49wt%、11.86wt%、14.71wt%。本發(fā)明專利技術(shù)的濾材，粒徑制成1nm～100mm之間的深度處理技術(shù)，每個粒徑中有60～80個套層，每一套層有5～50個孔，每一層中有無數(shù)個電極構(gòu)成，可將水中各種正負(fù)離子吸附，經(jīng)電子轉(zhuǎn)移、振離將所吸附的雜質(zhì)清理出系統(tǒng)，從而達(dá)到深度處理的目的，本技術(shù)可將ppm級污染物處理到ppt級或ppb級。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及水凈化處理領(lǐng)域，具體地，本專利技術(shù)涉及一種納米級振濾材料及其應(yīng)用。
技術(shù)介紹
目前，全世界都面臨著淡水資源緊缺的問題。我國600多座城市中，有400多座城市缺水，每年的缺水量達(dá)到60億立方米。資料表明，若能將工業(yè)廢水、城市污水的深度處理后回用，可解決城市的缺水需求，緩解水資源的短缺問題(張杰，曹開朗.給水排水，2003,29 (6)，29 31)。指根據(jù)用水目的，將水源水、工業(yè)廢水等經(jīng)深度處理后直接利用。國內(nèi)外常用的深度處理主要有臭氧氧化、活性炭吸附和膜分離、光催化氧化等方法(曹慶蘭·科技情報開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2004，14( 11)，29 31 ;薛飛等·工業(yè)安全與環(huán)保，2005，31(5)，36 38)。用上述方法進(jìn)行水源水及廢水回用的深度處理效果顯著(Ralf,等.Chem. Eng.Technol, 1998, 21(4), 356 358 ；Richard,等· Pergamon, 1995, 29 ⑴95 100; Herrer a.Chemosphere, 2000，40，323 327;傳秀云·礦物巖石地球化學(xué)通報，2005，24(2)，110 113)，但存在成本高、運行費用大、粉末狀二氧化鈦難以回收等問題。相比其他處理方法，火山巖具有質(zhì)輕、不易破碎、表面粗糙、多孔、通過曝氣或機(jī)械攪拌很容易使其流化或懸浮于水面等優(yōu)點，易于達(dá)到較好的光吸收效率和反應(yīng)物的傳質(zhì)效果，提高處理效率?；鹕綆r沙狀粒子濾材的粒徑大多為微米級(可至數(shù)毫米)左右，對污染物的去除效果達(dá)40% 80%。但是，其去除效果還有提升的可能，由于微米級顆粒較納米級的顆粒大，從表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)來看都不占優(yōu)勢，因此處理效果較納米級顆粒相差較大。為此本專利技術(shù)將火山巖沙狀粒子濾材的粒徑由微米級提高到納米級，即濾材的粒徑為Inm IOOnm之間，其間有無數(shù)的空隙，該空隙可以捕捉來自于振濾水中各種各樣的物質(zhì)，將其去除。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種納米級振濾材料。本專利技術(shù)的另一目的是提供上述納米級振濾材料的應(yīng)用。本專利技術(shù)的凈水用濾材，其為粒徑Inm IOOnm的火山巖沙狀粒子。根據(jù)本專利技術(shù)的納米級振濾材料，所述濾材的每個粒徑中有很多套層構(gòu)成(約60 80個套層)，每一套層有5 50個孔，納米材料以其獨特的結(jié)構(gòu)、物理和化學(xué)性能，如表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、量子效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)等引起了研究者的極大關(guān)注。在這里主要是利用納米材料的表面效應(yīng)和小尺寸效應(yīng)，包括零維的納米顆粒。每一套層中有無數(shù)個電極構(gòu)成，即有無數(shù)個正電荷與負(fù)電荷存在，正負(fù)電荷相互吸附而構(gòu)成了電極，這樣就可以將水中的各種正負(fù)離子等得以高效的處理。本專利技術(shù)的納米級振濾材料是由火山巖原料經(jīng)過選礦、精加工與活化等一系列工藝加工而成，其主要成份為硅、鋁、鈣、鈉、鎂、鈦、錳、鐵、鎳、鈷和鑰等幾十種礦物質(zhì)和微量元素，表觀為不規(guī)則顆粒，顏色為黑褐色或灰褐色，多孔質(zhì)輕，顆粒的粒徑制成lnm-100mm。其化學(xué)成分 SiO2, Ca0、Mg0、Fe2O3'Al2O3 的含量分別為 43. 27%,9. 86%、I. 49%、11. 86%、14. 71%。根據(jù)本專利技術(shù)的納米級振濾材料的制備是采用機(jī)械球磨法并添加助磨劑實現(xiàn)粉末的納米化，可制得粒徑小于IOOnm的微粒。機(jī)械球磨步驟機(jī)械球磨法是利用各元素粉末在攪拌或轉(zhuǎn)子高能球磨機(jī)中進(jìn)行高能球磨，并采用保護(hù)性氣氛，防止粉末氧化。在球磨過程中，利用金屬球?qū)Ψ勰w的碰撞而使粉末晶塊細(xì)化。而且在球磨過程中粉末體反復(fù)發(fā)生混合，碰撞，溫度升高，冷焊與撕裂，各元素粉末混合達(dá)到非常均勻的程度，并且形成納米晶的超飽和固溶體和非晶相。機(jī)械球磨過程步驟如下I.顆粒扁平化過程； 2.焊接過程；3.等軸晶的形成過程；4.隨機(jī)薄片的形成過程；5.隨時間的增加而最終達(dá)到的穩(wěn)定化過程。根據(jù)本專利技術(shù)的具體實施方案，本專利技術(shù)的凈水用振濾材可以用于水源水、工業(yè)廢水、城市污水等的深度處理后直接利用或回用，優(yōu)選其在高速振濾凈水機(jī)凈化水的過程中的應(yīng)用。高速振濾凈水機(jī)是由一組振濾罐(2個)組成，其罐體材質(zhì)為不銹鋼，再加上其他的一些配管及電器設(shè)備。工作運轉(zhuǎn)時的震濾壓力通常為I. 2 I. 5kg/cm2。第一罐是振濾水源由下往上流動，第二罐是自上而下流動，由于在第一罐時水中的SS (懸浮顆粒)較多，這樣可將該部分雜質(zhì)(SS)截流在納米濾料之外，并且容易堆積在刮體的底部，因而減少了對濾材的負(fù)荷。根據(jù)水中物質(zhì)含量的多少及變化，每相隔一定時間高速振濾凈水機(jī)設(shè)備需要一次返洗作業(yè)。具體地，根據(jù)本專利技術(shù)的實施例，應(yīng)用本專利技術(shù)的凈水用濾材對廢水回用深度處理，其包括以下步驟I)預(yù)處理為了減少SS對振濾凈化機(jī)濾材的負(fù)荷，盡可能的將部分雜質(zhì)(SS)截流在納米濾料之外，為此在進(jìn)入振濾凈化機(jī)之前要將SS進(jìn)行預(yù)處理，如采用絮凝沉淀等方法;2)—次振濾凈化處理經(jīng)預(yù)處理后廢水由第一振濾泵將水源由下往上流動進(jìn)入第一振濾凈化機(jī)，即納米級濾材在第一振濾凈化機(jī)中發(fā)揮作用。水在由下向上行走過程中污染物通過無數(shù)個電極的吸附、電子轉(zhuǎn)移、振離程序被清理出系統(tǒng)。同時，由于在第一罐時水中的SS較多，水源由下往上流動可將該部分雜質(zhì)(SS)截流在納米濾料之外，并且容易堆積在刮體的底部，也可以減少了對濾材的負(fù)荷；3)二次振濾凈化處理經(jīng)一次振濾凈化機(jī)處理后的廢水由第二振濾泵將水源自上而下流動進(jìn)入第二振濾凈化機(jī)，即納米級濾材在第二振濾凈化機(jī)中發(fā)揮作用。水在自上而下行走過程中污染物再次通過無數(shù)個電極的吸附、電子轉(zhuǎn)移、振離程序被清理出系統(tǒng)，從而達(dá)到深度處理的目的，本技術(shù)可將PPm級污染物處理到ppt級或ppb級。本專利技術(shù)的濾材，粒徑制成Inm IOOmm之間的深度處理技術(shù)，每個粒徑中有60 80個套層，每一套層有5 50個孔，每一層中有無數(shù)個電極構(gòu)成，可將水中各種正負(fù)離子吸附，經(jīng)電子轉(zhuǎn)移、振離將所吸附的雜質(zhì)清理出系統(tǒng)，從而達(dá)到深度處理的目的，本技術(shù)可將ppm級污染物處理到ppt級或ppb級。使用本專利技術(shù)的凈水用濾材的高速振濾凈水機(jī)，設(shè)備主體不需要維修，只是輔助性的一些配管及電器設(shè)備視現(xiàn)場情況而定將老化的配管及電器進(jìn)行更換。本專利技術(shù)的廢水回用深度處理技術(shù)，所用設(shè)備簡單且安全，不使用產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)試劑，處理過程各步驟均為中性，更符合“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”、“節(jié)能減排”的國家政策。本專利技術(shù)可將C0D、磷、氨氮、硝氮、亞硝酸等的去除率提高到99%，從而實現(xiàn)飲用水源水的深度處理、各種(工業(yè)廢水與生活廢水等)回用中水的深度處理技術(shù)的應(yīng)用，可為國家、企業(yè)節(jié)約大量的運行成本，實現(xiàn)水深度處理及廢水的資源化再利用。附圖說明圖I本專利技術(shù)的廢水回用深度處理技術(shù)工藝流程圖。 具體實施例方式實施例I制備納米級振濾材料采用機(jī)械球磨法并添加助磨劑實現(xiàn)粉末的納米化，可制得粒徑小于IOOnm的微粒。機(jī)械球磨步驟機(jī)械球磨法是利用各元素粉末在攪拌或轉(zhuǎn)子高能球磨機(jī)中進(jìn)行高能球磨，并采用保護(hù)性氣氛，防止粉末氧化。在球磨過程中，利用金屬球?qū)Ψ勰w的碰撞而使粉末晶塊細(xì)化。而且在球磨過程中粉末體反復(fù)發(fā)生混合，碰撞，溫度升高，冷焊與撕裂，各元素粉末混合達(dá)到非常均勻的程度，并且形成納米晶的超飽和固溶體和非晶相。機(jī)械球磨過程步驟如下I、顆粒扁平化過程；2、焊接過程；3、等軸晶的形成過程；4、隨機(jī)薄片的形成過程；5、隨時間的增加而本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
一種納米級振濾材料，其特征在于，其為由火山巖原料經(jīng)過選礦、精加工與活化加工而成，粒徑為1nm？100mm，其表觀為不規(guī)則顆粒，多孔質(zhì)輕，其化學(xué)成分SiO2、CaO、MgO、Fe2O3、Al2O3的含量分別為43.27wt%、9.86wt%、1.49wt%、11.86wt%、14.71wt%。
【技術(shù)特征摘要】
2012.03.22 CN 201210078514.X1.一種納米級振濾材料，其特征在于，其為由火山巖原料經(jīng)過選礦、精加工與活化加工而成，粒徑為Inm-lOOmm，其表觀為不規(guī)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李捍東，
申請(專利權(quán))人：中國環(huán)境科學(xué)研究院，
類型：發(fā)明
國別省市：
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