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應用于生態浮床的無機材料載體.pdf

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應用于 生態 無機 材料 載體
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摘要
申請專利號:

CN201310629855.6

申請日:

2013.12.02

公開號:

CN103693747A

公開日:

2014.04.02

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):C02F 3/34申請日:20131202|||公開
IPC分類號: C02F3/34 主分類號: C02F3/34
申請人: 河南三三農業科技有限公司
發明人: 楊喜田; 劉芳; 門路廣; 劉世亮; 劉紅恩
地址: 450000 河南省鄭州市金水區任砦北街1號1號樓13層1307號
優先權:
專利代理機構: 河南科技通律師事務所 41123 代理人: 張建東
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201310629855.6

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2015.09.23|||2014.04.30|||2014.04.02

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明涉及一種應用于生態浮床的無機材料載體。旨在解決現有浮床載體易造成二次環境污染與安全隱患、應用成本較高的技術問題。本發明無機材料載體由下述重量份的原料制成:陶粒10~15份、膨脹蛭石8~12份、浮石8~15份、生物質炭5~10份、凹凸棒石3~8份、硅酸鹽水泥5~10份、硅藻土5~15份、高嶺土5~10份、粉煤灰5~10份、聚丙烯纖維0.5~1.5份、減水劑1~3份。本發明無機材料載體環保無污染,理化性質穩定、機械強度高、使用壽命長,且微生物親和性好,有利于微生物生長、繁殖,提高微生物掛膜效率,水體凈化效果好;原料來源廣泛、價格低廉,不引入污染物質,使用維護成本低,易于推廣實施。

權利要求書

權利要求書
1.  一種應用于生態浮床的無機材料載體,由下述重量份的原料制成:
陶粒10~15份、膨脹蛭石8~12份、浮石8~15份、生物質炭5~10份、凹凸棒石3~8份、硅酸鹽水泥5~10份、硅藻土5~15份、高嶺土5~10份、粉煤灰5~10份、聚丙烯纖維0.5~1.5份、減水劑1~3份。

2.  根據權利要求1所述的應用于生態浮床的無機材料載體,其特征在于,所述陶粒的粒徑為5~10㎜。

3.  根據權利要求1所述的應用于生態浮床的無機材料載體,其特征在于,所述膨脹蛭石粒徑為2~8mm。

4.  根據權利要求1所述的應用于生態浮床的無機材料載體,其特征在于,所述浮石粒徑為3~10mm。

5.  根據權利要求1所述的應用于生態浮床的無機材料載體,其特征在于,所述生物質炭粒徑為40~100目。

6.  根據權利要求1所述的應用于生態浮床的無機材料載體,其特征在于,所述凹凸棒石粒度為100~200目。

7.  根據權利要求1所述的應用于生態浮床的無機材料載體,其特征在于,所述硅藻土粒徑為100~150目。

8.  根據權利要求1所述的應用于生態浮床的無機材料載體,其特征在于,所述高嶺土粒徑為80~150目、粉煤灰粒徑為50~100μm。

9.  根據權利要求1所述的應用于生態浮床的無機材料載體,其特征在于,所述減水劑為多聚磷酸鈉、木質素磺酸鹽中的至少一種。

10.  根據權利要求1所述的應用于生態浮床的無機材料載體,其特征在于,所述無機材料載體的制備方法如下:
(1)配料:按所述配比配置各原料;
(2)混練:將配置好的原料干混3~5min,再加適量水后濕混5~10min,得含水量達到15~25%的混合泥料;
(3)成型:將上步所得混合泥料擠壓成需要的形狀;
(4)養護:自然條件下養護2~3天;
(5)干燥:自然風干即成。

說明書

說明書應用于生態浮床的無機材料載體
技術領域
 本發明涉及一種植物生長載體,具體涉及一種應用于生態浮床的無機材料載體。
背景技術
 近三十年來,隨著社會經濟的快速發展,大量未經處理的工業和生活污水被直接排入河流、湖泊,導致其水體水系中的營養負荷急劇增加,富營養化異常嚴重。而受污染河流、湖泊的治理是水污染治理中十分棘手而又代價昂貴的難題,以高等植物為主體的生態浮床凈化技術具有效率高、成本低、易維護、景觀效果好、可實現原位修復和控制污染物等特點,并能適應各種水深,植株的管理和收獲也較人工濕地系統容易,因此被越來越多地應用于治理或修復富營養化水體。
目前,人工生物浮床建設上形式各樣,但浮床載體的研究應用主要有三大類:第一類是植物根莖載體,這種載體最早只是利用漂浮植物,后逐漸發展為直接在富營養化水體中種植挺水植物和沉水植物,取得了不少研究成果。但由于水生植物容易過度繁殖和老化死亡,收獲和處理不易,因而該技術未能直接應用于較大規模的富營養化湖泊的治理中;第二類是有機高分子載體(如聚苯乙烯泡沫及其改性材料等),由于有機高分子材料的制作工藝非常成熟,價格低廉,安裝、運輸和改型方便,因而在國內浮床制作材料中占主導地位,但這類材料在應用上存在致命缺陷,浮床抗腐蝕能力差、易老化,不能長期使用,維修不便,更為嚴重的是這些材料在應力作用下易折損、破裂,流失于水中不易打撈,反而造成二次環境污染與安全隱患,成為制約其大面積推廣的主要因素之一;第三類是無機載體,無機材料與有機高分子材料相比在環保效益和原料來源方面有著明顯的優勢,因而無機材料載體無疑將成為浮床載體發展的主流趨勢,但當前以實驗室研究居多,尚無可實際投入應用的研究成果。
發明內容
 本發明要解決的技術問題是提供一種應用于生態浮床的無機材料載體,該載體環保無污染,具有穩定的理化性質、較高的機械強度和較強的微生物親和性,并利于微生物生長、繁殖,提高微生物掛膜效率,且使用壽命較長。
為解決上述技術問題,本發明采用的技術方案是:
設計一種應用于生態浮床的無機材料載體,由下述重量份的原料制成:
陶粒10~15份、膨脹蛭石8~12份、浮石8~15份、生物質炭5~10份、凹凸棒石3~8份、硅酸鹽水泥5~10份、硅藻土5~15份、高嶺土5~10份、粉煤灰5~10份、聚丙烯纖維0.5~1.5份、減水劑1~3份。
上述原料中的陶粒、膨脹蛭石、浮石、硅藻土等類材料具有多孔結構,適合于微生物附著而形成生物膜,有利于降解污染物質;原料中的硅藻土可提高載體的強度、延伸性、抗沖擊強度、拉伸強度、撕裂強度;高嶺土具有良好的可塑性和高的粘結性;凹凸棒石具有獨特的分散、耐高溫、抗鹽堿等良好的膠體性質和較高的吸附脫色能力,并具有一定的可塑性及粘結力;生物炭多孔,表面發達(比表面積在300~400 m2/g),能富集水體中的空氣、養分,適宜微生物棲息、繁衍;所述聚丙烯纖維能改善載體抗疲勞性能,提高其耐久性,提高載體耐受變形能力,從而改善其韌性和抗沖擊性,使用纖維還可以起到提高基體的抗拉強度的作用,聚丙烯纖維可選用改性活化聚丙烯纖維,如可選用經PP-g-MAH、OP-IO、PEG200、PEG1500、PEPSO等表面改性劑進行親水性的聚丙烯纖維,具體可選用8wt%PP-g-MAH/PP、4wt%PEG200/PP、2wt%PP-g-MAH/PP、6wt%PEPSO/PP等改性活化聚丙烯纖維。
上述原料優選粒徑范圍:陶粒5~10㎜;膨脹蛭石2~8mm;浮石3~10mm;生物質炭粒徑為40~100目;凹凸棒石粒度為100~200目;硅藻土粒徑為100~150目;高嶺土粒徑為80~150目、粉煤灰粒徑為50~100μm。
所述減水劑為多聚磷酸鈉、木質素磺酸鹽中的至少一種。
上述無機材料載體的制備方法如下:
(1)配料:按所述配比配置各原料;
(2)混練:將配置好的原料干混3~5min,再加適量水后濕混5~10min,得含水量達到15~25%的混合泥料;
(3)成型:將上步所得混合泥料擠壓成需要的形狀;
(4)養護:自然條件下養護2~3天;
(5)干燥:自然風干即成。
本發明具有積極有益的效果:
1.本發明無機材料載體環保無污染,具有穩定的理化性質、較高的機械強度和較強的微生物親和性,有利于微生物生長、繁殖,提高微生物掛膜效率,水體凈化效果好,而且可長期使用。
2.所選原料價格低廉,來源廣泛,不引入污染物質,使用維護成本低,易于推廣實施。
具體實施方式
以下結合具體實施例進一步闡述本發明。
實施例1  一種應用于生態浮床的無機材料載體,由下述重量份的原料制成:陶粒(5~10㎜)10~15份、膨脹蛭石(2~8mm)8~12份、浮石(3~10mm)8~15份、生物質炭(40~100目)5~10份、凹凸棒石(100~200目)3~8份、硅酸鹽水泥5~10份、硅藻土(100~150目)5~15份、高嶺土(80~150目)5~10份、粉煤灰(50~100μm)5~10份、聚丙烯纖維0.5~1.5份、減水劑1~3份。
上述無機材料載體的制備方法如下:
(1)配料:按所述配比配置各原料;
(2)混練:將配置好的原料干混3~5min,再加適量水后濕混5~10min,得含水量達到15~25%的混合泥料;
(3)成型:將上步所得混合泥料擠壓成需要的形狀;
(4)養護:自然條件下養護2~3天;
(5)干燥:自然風干即成,成型的無機材料載體的性能指標參見表1。
表1 生態浮床的無機材料載體的理化技術指標

利用上述構建的浮床系統對畜禽廢水進行的凈化試驗表明:對總氮總磷的凈化效果理想,對富營養化廢水中總氮去除率達72%,總磷去除率達76%。
雖然,上文中已經用一般性說明及具體實施方案對本發明作了詳盡的描述,但在本發明基礎上,可以對之作一些修改或改進,這對本領域技術人員而言是顯而易見的。因此,在不偏離本發明精神的基礎上所做的這些修改或改進,均屬于本發明要求保護的范圍。

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