[发明专利]一种利用牛粪制备泡沫混凝土用泡沫液和多孔陶瓷的方法

说明书

本发明公开了一种利用牛粪制备泡沫混凝土用泡沫液和多孔陶瓷的方法。其涉及畜禽粪便综合利用和材料制备。包括如下步骤：（1）取新鲜牛粪，调整含水率，按比例加入硫酸溶液、硅藻土和纳米钛酸钙，混合均匀，加热反应，冷却，分离，得到液体A和固体A；（2）用碱调液体A的pH值，沉淀，分离，得到固体B和发泡液；（3）将固体A与固体B混合，加入粘结剂，球磨混合均匀，成型，烘干，煅烧，即可得到多孔陶瓷材料，可用作重金属吸附剂或生化法处理废水时的具备吸附重金属功能的生物载体。本发明工艺简单，稳定性好，处理和利用牛粪的同时，得到泡沫液和具有吸附重金属功能的多孔陶瓷材料，成本低，无二次污染，具有良好的经济效益和环境效益。

技术领域

本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种利用牛粪制备泡沫混凝土用泡沫液和具有吸附重金属功能的多孔陶瓷类生物载体的方法。

技术背景

随着人们对牛肉、牛奶等牛产品需求量的增加，养牛业迅速发展，养殖场排放的牛粪给环境造成了很大的压力。牛是草食性动物，但是在现代的养牛产业中，为了提高肉奶的产量，牛的饲料里添加大量的高蛋白的、富含微量元素的营养成分，牛进食的饲料部分营养物质被消化吸收，残渣和一部分营养物以粪尿的形式排泄出来。牛粪中富含纤维素，木质素，蛋白质，各种氨基酸和一些胶体类物质，也含有大量的铜铁锌等重金属，有时还会含有抗生素等有害物质。传统的堆肥法，已经无法使牛粪无害化利用了。近些年，已有一些关于牛粪无害化利用方法的发明专利公开，如：发电（201110339298.5），造纸（200610016594.0），制作饲料（201410527786.2，95120635.4，200710034265.3）、裂解制气（200510095448.7）、制沼气（200810235526.2）和制作活性炭（201110071341.4，201110071341.4，200610152143.X）等。但是，这些技术由于成本高、应用性差或存在二次污染等问题，尚未广泛应用。发明人曾经利用牛粪制备钛酸盐水处理材料（201510134123.9,201510134200.0, 201510133775.0），为牛粪的利用提供了新的途径，但是该方法利用牛粪的量依然有限，探讨一种新的无害化利用牛粪中宝贵的资源的途径，解决牛粪污染问题摆在我们面前。

在建筑领域，为了保温节能、减重等需要，会大量的使用泡沫混凝土，目前的泡沫混凝土使用的泡沫液主要有表面活性剂类和蛋白质类，这些原料成本都很高。

在现有的生物滤池填料中，陶粒滤料具有微孔丰富、比表面积高、挂膜性能好和截污能力强等优点，越来越受到业界的重视。目前，陶粒滤料主要包括黏土陶粒滤料、页岩陶粒滤料、粉煤灰陶粒滤料和污泥陶粒滤料等。这些陶粒滤料，与石英砂、火山岩、玻璃钢和聚苯乙烯等传统滤料比，合成成本有所降低，表面积、孔隙度和表面粗糙度有了很大的改善，但是依然不能满足水处理技术需求的发展，在水处理实践中需求表面积更大，孔隙度和表面粗糙度更大，挂膜性能更好，更廉价的滤料。另一方面，在实践中，很多时候废水中有机物和重金属同时存在，生化法虽然能很好地去除有机物，但是对重金属的处理能力有限，一般都要事先将重金属去除，目前的滤料均不具备吸附和去除重金属的功能。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用牛粪制备泡沫混凝土用泡沫液和具有吸附重金属功能的生物滤池用多孔陶瓷的方法，采用本发明方法处理和利用牛粪的同时，得到廉价的泡沫液和具有吸附功能多孔陶瓷滤料，成本低，具有良好的经济和社会效益。

采用的技术方案是：

一种利用牛粪制备泡沫混凝土用泡沫液和多孔陶瓷的方法。包括下述步骤：

（1）取新鲜的牛粪，调整含水率80-95%，按照牛粪质量与硫酸溶液体积比为1Kg:0.5-2L的比例加入0.1-2mol/L的硫酸溶液，再加入牛粪质量5%-50%的硅藻土和牛粪质量0.1%-20%的纳米钛酸钙，混合均匀，加热保持微沸5-60min，冷却到室温，固液分离，得到液体A和固体A；

（2）用氢氧化钙和氢氧化钠调液体A的pH值为5-7，静置沉淀，固液分离，得到固体B和发泡液；