申请日2018.05.23
公开(公告)日2018.10.19
IPC分类号C02F1/00; C02F1/28; C02F1/30; C02F1/50; C02F101/30; C02F101/20; C02F101/10
摘要
本发明提供一种工业污水处理用净水包，将复合净水剂填充于由苎麻纤维编织的包装袋中，即可;所述复合净水剂按重量份计，由如下原料组分制成：TiO2‑CeO2/RGO复合材料19‑22份、硅藻土24‑26份、沸石16‑18份、玉米芯18‑21份、玉米秸秆13‑16份、竹茹丝19‑22份、辣木锯末11‑13份、南瓜藤12‑15份、辣木籽5‑7份、皂土9‑11份、北投石粉2‑2.5份、海藻粉4‑6份、青花椒1‑1.5份。本发明提供的净水包能够高效地去除污水中的有机物、重金属和无机物等污染物质，大大提高污水排放指标，达到良好的净水效果。
翻译权利要求书
1.一种工业污水处理用净水包，其特征在于：将复合净水剂填充于由苎麻纤维编织的包装袋中，即可;
所述复合净水剂按重量份计，由如下原料组分制成：TiO2-CeO2/RGO复合材料19-22份、硅藻土24-26份、沸石16-18份、玉米芯18-21份、玉米秸秆13-16份、竹茹丝19-22份、辣木锯末11-13份、南瓜藤12-15份、辣木籽5-7份、皂土9-11份、北投石粉2-2.5份、海藻粉4-6份、青花椒1-1.5份。
2.根据权利要求1所述的工业污水处理用净水包，其特征在于：所述TiO2-CeO2/RGO复合材料中各组分的质量分数分别为：石墨烯30%、CeO2 5-10%、TiO2 60-65%。
3.根据权利要求2所述的工业污水处理用净水包，其特征在于：所述TiO2-CeO2/RGO复合材料的制备方法包括如下步骤：
(1)将石墨烯在去离子水中超声分散，并加入冰醋酸和无水乙醇，制成溶液A，备用;
(2)将钛酸四丁酯溶解于浓度为50%的乙醇水溶液中，制得溶液B，备用;
(3)混合溶液A与溶液B，在室温下搅拌2h，然后转移至高压反应釜中，在120℃下保温12h后，烘干，然后将烘干所得样品在650℃条件下煅烧5h;
(4)将煅烧后的物料用去离子水超声分散后，加入硝酸铈溶液，搅拌均匀后，进行烘干，之后将烘干所得样品在650℃条件下煅烧3h，即可制得TiO2-CeO2/RGO复合材料。
4.根据权利要求1所述的工业污水处理用净水包，其特征在于：所述复合净水剂按重量份计，由如下原料组分制成：TiO2-CeO2/RGO复合材料20份、硅藻土25份、沸石17份、玉米芯20份、玉米秸秆15份、竹茹丝20份、辣木锯末12份、南瓜藤13份、辣木籽6份、皂土10份、北投石粉2.5份、海藻粉5份、青花椒1份。
5.一种制备权利要求1-4中任一权利要求的工业污水处理用净水包的方法，其特征在于：包括如下步骤：
A、取烘干的玉米芯、玉米秸秆、竹茹丝、辣木锯末、南瓜藤、辣木籽、青花椒粉碎成粒度不低于500目的粉末后，混合制得混合粉Ⅰ;
B、取干燥的TiO2-CeO2/RGO复合材料、硅藻土、沸石、皂土混合后，粉碎制成低度不低于500目的混合粉Ⅱ;
C、将混合粉Ⅰ与混合粉Ⅱ混合后，浸泡于适量去离子水中，搅拌至少1.5h，使混合粉Ⅰ与混合粉Ⅱ充分混匀，然后过滤并收集固体;
D、向所得固体中加入北投石粉和海藻粉，搅拌混匀，之后进行挤压造粒，制得直径为3～5mm的湿颗粒，然后进行烘干，制得水分不高于8%的干颗粒，即为复合净水剂;
E、将复合净水剂填充到由苎麻纤维编织的包装袋中，即制得工业污水处理用净水包。
说明书
工业污水处理用净水包及其制备方法
技术领域
本发明涉及污水处理领域，具体涉及一种工业污水处理用净水包及其制备方法。
背景技术
水是人类生产和生活中必不可少的自然资源，也是生物赖以生存的环境资源，随着现代工业的迅猛发展，人口的激增，能源问题已越来越严重，水资源短缺已演变成一个全世界共同关注的问题，同时，环境污染和水污染问题也在进一步加剧。大量污染物的排放，自然水体遭到了严重的污染，水资源的利用率下降，更是加剧了我国水资源短缺的问题。水污染源包括工业污染源、农业污染源和生活污染源三大部分。其中，工业污水含量较大，在工业污水中含有大量难降解的有机物、重金属离子及无机化合物等污染物，若处理不达标便进行排放，会对人类健康和环境产生巨大的危害。
因此，如何有效地处理这些污水，对于保护水体安全和人类健康都具有重要的意义。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种环保、成本低且处理效果优异的工业污水处理用净水包，能够高效地去除污水中的有机物、重金属和无机物等污染物质，大大提高污水排放指标，满足排放标准，进而能够避免污水排出后对环境和水体造成污染，威胁人类的健康和安全。
本发明提供的工业污水处理用净水包，将复合净水剂填充于由苎麻纤维编织的包装袋中，即可;
所述复合净水剂按重量份计，由如下原料组分制成：TiO2-CeO2/RGO复合材料19-22份、硅藻土24-26份、沸石16-18份、玉米芯18-21份、玉米秸秆13-16份、竹茹丝19-22份、辣木锯末11-13份、南瓜藤12-15份、辣木籽5-7份、皂土9-11份、北投石粉2-2.5份、海藻粉4-6份、青花椒1-1.5份;
进一步，所述TiO2-CeO2/RGO复合材料中各组分的质量分数分别为：石墨烯30%、CeO2 5-10%、TiO2 60-65%;
进一步，所述TiO2-CeO2/RGO复合材料的制备方法包括如下步骤：
(1)将石墨烯在去离子水中超声分散，并加入冰醋酸和无水乙醇，制成溶液A，备用;
(2)将钛酸四丁酯溶解于浓度为50%的乙醇水溶液中，制得溶液B，备用;
(3)混合溶液A与溶液B，在室温下搅拌2h，然后转移至高压反应釜中，在120℃下保温12h后，烘干，然后将烘干所得样品在650℃条件下煅烧5h;
(4)将煅烧后的物料用去离子水超声分散后，加入硝酸铈溶液，搅拌均匀后，进行烘干，之后将烘干所得样品在650℃条件下煅烧3h，即可制得TiO2-CeO2/RGO复合材料;
进一步，所述复合净水剂按重量份计，由如下原料组分制成：TiO2-CeO2/RGO复合材料20份、硅藻土25份、沸石17份、玉米芯20份、玉米秸秆15份、竹茹丝20份、辣木锯末12份、南瓜藤13份、辣木籽6份、皂土10份、北投石粉2.5份、海藻粉5份、青花椒1份。
本发明还公开了一种用于制备所述的工业污水处理用净水包的方法，包括如下步骤：
A、取烘干的玉米芯、玉米秸秆、竹茹丝、辣木锯末、南瓜藤、辣木籽、青花椒粉碎成粒度不低于500目的粉末后，混合制得混合粉Ⅰ;
B、取干燥的TiO2-CeO2/RGO复合材料、硅藻土、沸石、皂土混合后，粉碎制成低度不低于500目的混合粉Ⅱ;
C、将混合粉Ⅰ与混合粉Ⅱ混合后，浸泡于适量去离子水中，搅拌至少1.5h，使混合粉Ⅰ与混合粉Ⅱ充分混匀，然后过滤并收集固体;
D、向所得固体中加入北投石粉和海藻粉，搅拌混匀，之后进行挤压造粒，制得直径为3～5mm的湿颗粒，然后进行烘干，制得水分不高于8%的干颗粒，即为复合净水剂;
E、将复合净水剂填充到由苎麻纤维编织的包装袋中，即制得工业污水处理用净水包成品。
本发明的有益效果：
本发明将特定用量的原料组分按相关工艺进行混合制成复合净水剂，能够使各原料组分实现较好的分散、融合，在使用时，能够充分发挥各原料组分之间的相互协同作用，达到协同增效的效果，实现高效地去除污水中的有机物、重金属和无机物等污染物质，大大提高污水排放指标，达到良好的净水效果。
本发明采用的复合净水剂中：硅藻土具有独特的孔隙结构，孔隙度大，吸附性能强，能够吸附大量有机污染物，沸石由于内部有很多孔径、均匀的管状孔道和内表面积很大的孔穴，使其对水中无机污染物、有机物和重金属离子具有较强的吸附能力，皂土对有机物质具有优异的吸附性能，玉米芯、玉米秸秆、竹茹丝、辣木锯末、南瓜藤内部具有特殊的超细微孔结构，对污水中有机物质及重金属均具有强劲的吸附能力，将这些原料组分粉碎并充分混匀后，能够大大提高对于污水中有机物质和重金属离子的吸附量;而TiO2-CeO2/RGO复合材料具有优异的光催化活性，将TiO2-CeO2/RGO复合材料分散于各原料组分之间，能够使被吸附的有机物质与TiO2-CeO2/RGO复合材料实现更充分地结合，然后利用TiO2-CeO2/RGO复合材料的优异光催化活性，使被吸附的有机物质在可见光照射下，被大量的催化降解，从而实现利用吸附结合催化降解反应，有效地去除污水中的有机物质的净水效果;当有机物质降解后，复合净水剂又能够产生更多的重金属离子吸附空间，从而可大大提高复合净水剂对重金属离子的吸附去除率;同时，竹茹丝、辣木锯末、辣木籽、青花椒具有优异的杀菌抑菌效果，北投石粉能够释放负离子，对于细菌也具有优异的灭杀效果，将这些原料组分充分混匀后，能够大大提高对污水中的细菌及寄生微生物等的灭杀效果，一方面可以避免水中的细菌等降解复合净水剂中的玉米芯、玉米秸秆、竹茹丝、辣木锯末、南瓜藤等原料组分，降低复合净水剂的净水效果，另一方面，可以避免污水中细菌分解出更多的胞外高聚物，污染水体;海藻粉可协同皂土，将各原料组分更好地进行粘接，能够有效的防止和抑制制得的复合净水剂发生离析，便于各原料组分更好地相互配合、相互协同发挥作用。
此外，本发明中采用苎麻纤维编织净水包包装袋，不仅能够使复合净水剂与污水实现更好地接触，还能够发挥苎麻纤维优异的吸附性能和灭菌性能，利用苎麻纤维配合复合净水剂，能够大大提高净水包的净水效果。
本发明的工业污水处理用净水包中各原料组分来源广泛、价格低廉、性质稳定，且均为无毒无害的环境友好型材料，能够保证水质的安全性，并同时降低处理成本;且本发明中采用的原料组分大都为质轻材料，可以增加净水包的悬浮性以及沉浮可控性，有利于达到三维立体的净水效果。同时，本发明还提供了一种步骤合理，操作简单的工业污水处理用净水包的制备方法，能够充分混匀各原料组分，有利于各原料组分更好地发挥相互协同、相互配合的作用，最终可以制备出性能优异，稳定性好，净水效果好的净水包。