[发明专利]一种铋酸铝纳米棒复合生物滤料

说明书

技术领域

本发明属于污水处理用生物滤料技术领域，具体涉及一种铋酸铝纳米棒复合生物滤料。

背景技术

随着人们对环境保护的日益重视，工业和生活污水处理成为了重要的研究方向之一。生物滤料作为曝气生物滤池的关键材料，利用生物滤料的生物絮凝作用，可以截留污水中的悬浮物，有利于微生物挂膜和保护微生物，在污水处理中具有关键作用。

无机生物滤料是曝气生物滤池主要使用的滤料，目前已有专利报道了多种无机生物滤料。国家发明专利“粉煤灰生物滤料及其制备方法”(国家发明专利号：ZL201210098204.4)以粉煤灰、粘土质煤矸石为主要原料，于900-950℃煅烧制备出了粉煤灰生物滤料。国家发明专利“一种多介质生物滤料及其制备方法”(国家发明专利号：ZL201210196736.1)以改性蒙脱土、活性炭、电气石为原料，在100℃煅烧2-4h、400℃煅烧2-4h及700℃煅烧1-2h制备出了一种多介质生物滤料。国家发明专利“一种污水处理用镁橄榄石生物滤料及其制备方法”(发明专利申请号：201410319474.2)以镁橄榄石原矿细粉、滑石细粉、氧化镁细粉及镁电气石微粉为原料，于110-150℃烘烤16-24h，1300-1500℃煅烧2-4h制备出了镁橄榄石生物滤料。国家发明专利“生物滤料及其制备方法”(发明专利申请号：201310662817.0)以磁铁矿、牡蛎壳粉、红土矿、硅藻土和粉煤灰为原料，于800-900℃制备出了生物滤料。然而，目前的生物滤料存在制备温度高，滤料表面会产生硬壳，不利于微生物的生长，同时也存在污水脱色效果不佳、比表面积小、孔隙率低、使用寿命短等缺点，影响污水处理使用。

发明内容

本发明的目的在于提供铋酸铝纳米棒作为主要原料，引入水泥，添加聚苯泡沫、聚乙烯醇和辛基酚聚氧乙烯醚OP-1等成分，得到具有比表面积大、孔隙率高、吸附能力强、污水脱色降解能力强、利于微生物挂膜和保护微生物、有利于微生物的生长等特点的铋酸铝纳米棒复合生物滤料。

本发明所提供的铋酸铝纳米棒复合生物滤料的质量百分比组成如下：

铋酸铝纳米棒30-50％、聚苯泡沫5-15％、聚乙烯醇3-8％、水泥5-15％、辛基酚聚氧乙烯醚OP-11-5％、水20-35％。

本发明所述铋酸铝纳米棒的直径为90nm、长度为5-10μm。

本发明所提供的铋酸铝纳米棒的具体制备方法如下：

以铋酸钠、乙酸铝作为原料，水为溶剂，其中铋酸钠与乙酸铝的摩尔比为1:1，将铋酸钠、乙酸铝与水均匀混合后置于反应容器内并密封，于温度100-200℃、保温12-24h，其中铋酸钠与乙酸铝的重量不大于水重量的50％。

本发明所提供的铋酸铝纳米棒复合生物滤料的具体制备方法如下：

首先将聚苯泡沫粉碎为尺寸低于1mm的聚苯泡沫颗粒，然后按照比例计量称取铋酸铝纳米棒、聚乙烯醇、聚苯泡沫颗粒、水泥、辛基酚聚氧乙烯醚OP-1及水。将聚乙烯醇置于水中加热形成聚乙烯醇溶液，然后将其它原料加入聚乙烯醇溶液中，混合均匀。在成球机中按照成球工艺制备出生料球，成球大小3-10mm。将生料球放入烘箱，在100℃、保温2-3h，随后将烘干后的生料球放入马弗炉中于400-600℃、烧结2-4h，自然冷却，最后得到了铋酸铝纳米棒复合生物滤料。

与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：

1、本发明以铋酸铝纳米棒作为主要原料、水泥作为增塑剂、聚苯泡沫作为成孔剂、聚乙烯醇作为粘接剂、辛基酚聚氧乙烯醚OP-1作为分散剂，在一定温度下煅烧可以制备出比表面积大、孔隙率高、吸附能力强、使用寿命长及可重复使用的铋酸铝纳米棒复合生物滤料。其中：铋酸铝纳米棒具有良好的有机污染物光催化降解性能，在可见光作用下，通过铋酸铝纳米棒的光催化作用可以脱色降解污水中的有机污染物。

2、本发明铋酸铝纳米棒复合生物滤料具有比表面积大、孔隙率高等特点，拥有良好的絮凝性，可以促进污水中胶体污染物的絮凝与沉淀，也可以截留污水中的悬浮物，强化生物滤料的脱色除污能力。

3、本发明铋酸铝纳米棒复合生物滤料中的活性中心丰富，孔隙率高，有利于微生物挂膜和保护微生物、有利于微生物的生长，可以多次重复使用，在污水处理领域具有良好的应用前景。

4、本发明采用的铋酸铝纳米棒活性高、稳定性好、无毒、无害及无污染等特点，水泥、聚苯泡沫、聚乙烯醇及辛基酚聚氧乙烯醚OP-1都是批量生产的原料，可以实现铋酸铝纳米棒复合生物滤料的制备。

附图说明

图1为实施例1制备的铋酸铝纳米棒复合生物滤料的SEM图像；