[发明专利]纳米微晶复合滤料及其制造方法的补充

说明书

技术领域

本发明涉及一种水处理用多用途吸附过滤材料。根据原水水质状况和目标水质标准，适用于饮用水深度净化、中水回用吸附和污水的生物滤池处理的滤料。经本发明处理的水质能提高水体质量、达到饮用、排放或回用标准。 

背景技术

自然生态环境下，流经冰川、湿地、湖泊、江河，甚至地下流淌的水质，在其最终通往大海的漫漫长途中，自身始终保持了一种洁净状态。这当中岩石、土壤和植物与水的相互作用起到了关键的作用。具有纳米微孔结构的铝硅酸盐矿物和所附着之上的植物的对水质的净化功能，是作用的关键所在。更重要的是这种功效是与地球本身同期生效的，至今仍是最安全的水质净化办法。构成岩石、土壤的微孔结构矿物，与其所附生的植物、微生物一道，通过吸附、离子交换、催化、生物降解、生物转化、氧化还原等复杂的作用过程，使自然水体始终保持清洁状态。 

本发明专利所涉及的纳米微晶复合滤料，尽力模仿天然水体净化环境，优选各种微孔结构矿物原料和碳素材料，孔径的尺度包含了从纳米到微米的范畴，物质成分从硅酸盐、铝硅酸盐、氧化物到单质，微孔形态分为一维孔、二维层状、三维架状、晶体规则孔、生物骨架孔和膨胀无定形孔等几乎所有可能形态。其目的就是针对水质的复杂性，人工复配再造出一个与之相匹配的复杂界面环境，当待处理水通过该滤料时，其中必有某一作用机理能发挥出净化水质的作用功效。而且所有所接触到的物质对于所通过其中的水来说都确保绝对安全。 

目前水处理领域中的滤料，包括PP棉、活性氧化铝、石英砂、陶粒、锰矿砂、煤灰渣、沸石岩、麦饭石、活性炭颗粒等，其作用功能一般比较单一。比如颗粒状活性炭 强化了吸附功能就会忽略物理阻挡功能。石英砂突出了阻挡过滤功效但其内孔吸附功能又明显不足。沸石岩碎屑吸附性良好但孔径大小单一，外形不规则，易形成水流短路，生物附着性差。人造合成材料滤料如PP棉等使用寿命短，再生性差，最终处置引起二次污染。 

发明内容

本发明的目的是针对现有滤料在水处理工程中表现出来的功能单一、效果低下、无法再生、成本高昂等问题或缺陷，发明一种既能用于饮用水深度净化，又能用于中水回用和污水处理的低成本、多用途、效率高的纳米微晶复合滤料，包括其制造方法。 

本发明的技术方案一： 

饮用水深度净化用基本纳米微晶复合滤料，其特征是50％重量比的凹凸棒石粘土，30％重量比的硅藻土，15％重量比的片状高岭土粘土和5％重量比的活性炭粉末，充分混合后加入浓度为5％的Na水玻璃溶液作为粘结剂，原料粉末在滚动造粒设备中一边滚动一边喷雾添加粘结剂，直到粒径达到要求完成造粒。老化24小时后送入氮气惰性气体保护炉焙烧活化。加热曲线为升温至150℃恒温30分钟，开始通入惰性气体，加热至500℃恒温2小时，120℃温度以下停止情性气体保护，自然降温至室温出炉。在本案中，凹凸棒石、硅藻土和活性炭均为比表面大的强吸附性物质，其中的凹凸棒石和硅藻土对可溶性有毒有害污染物、重金属等的吸附能力较强，而活性炭对有机污染物、细小微生物的吸附能力较强，少量高岭土的富钾的铝硅酸盐表面成分能调节出水高碱性pH值，凹凸棒石和高岭土还是高塑性粘土，对于硅藻土和活性炭等瘠性吸附材料的球形造粒必不可少。硅藻土的最主要作用是增加球形滤料的透水性和内孔联通性，使得滤料的内部吸附表面发挥作用。水玻璃粘结剂一方面起到固结粉状颗粒，使得滤料在水处理工程中不松散，具有一定的抗水强度。另一方面，又有密封微孔矿物结构孔，降低比表面，弱化吸附能力的缺陷。因此，水玻璃的用量在满足强度要求 的情况下要尽可能的低，同时粘结剂中还配以微孔模板，使粘结物本身也发育大量透水性微孔。本案选择Na水玻璃是因为其在相同固化强度的条件下，凝结温度较其它水玻璃更低。可以节约大量的能源。 

本发明的技术方案二： 

离子交换专用用纳米微晶复合滤料，其特征是20％重量比的凹凸棒石粘土，20％重量比的硅藻土，50％重量比的天然斜发沸石，5％重量比的片状高岭土粘土和5％重量比的活性炭粉末，充分混合后加入无机粘结剂，原料粉末在滚动造粒设备中一边滚动一边喷雾添加粘结剂，直到粒径达到要求完成造粒。老化24小时后送入氮气惰性气体保护炉焙烧活化。加热曲线为升温至150℃恒温30分钟，开始通入惰性气体，加热至500℃恒温2小时，120℃温度以下停止多情气体保护，自然降温至室温出炉。