[发明专利]一种以包覆型压电材料CPM为主要填料的除氨装置及方法

说明书

一种以包覆型压电材料CPM为主要填料的除氨装置及方法，该装置内部填充CPM球状填料的圆柱形壳体，螺纹连接在圆柱形壳体两端的盖体，上端的盖体上设置有进口，进口固定有进水管或进气管，下端的盖体上设置有出口，进水口连接计量泵，处理后的水或自出口流出；该装置与大气压连通时对氨的去除率达32％，通过计量泵加压后可达49％。该装置将除氨过程控制在单一的反应装置中完成，易于控制，装置整体结构简单、装卸简易且制作成本低。

技术领域

本发明属于水中氨处理技术领域，具体地是涉及一种以包覆型压电材料(CPM，Coated Piezoelectric Material)为主要填料的除氨装置、除氨方法及材料的制备方法。

背景技术

近年来，随着人类生活的丰富与社会的发展，环境污染问题日渐凸显。氨作为最常见的非点源污染物之一和自然界氮循环的核心，对环境的危害更具广泛性和持久性。根据我国《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)，饮用水中氨氮浓度的限值为0.5mg/L。我国东北地区深层地下水氨氮超标严重，南方地区的浅层地下水氨氮超标严重，北京、内蒙古自治区、辽宁省、宁夏回族自治区、湖南省、广东省、广西壮族自治区、云南省、重庆市和西藏自治区均有氨氮超标。氨氮是引起水体富营养化和环境破坏的重要污染物之一，氨氮导致的水体富营养化对水生生物有害，且对供水消毒造成了阻碍，并且氨氮转化过程中会产生的具有“三致”作用的亚硝胺，诱发各种肿瘤疾病，对人体健康及生态环境都有较大危害。

对于氨的去除，目前可用的方法主要有物理法、化学法和生物法，其中物理法只能浓缩污染物或将其转移到其它介质，生物法处理周期长、不稳定。化学法则普遍成本高，且易造成二次污染。包覆型压电材料与被污染介质接触即可直接生效，除氨过程无需能量消耗，且在大气压下就对氨有较好的去除效果；此外，CPM具有制作简易、成本低，且不产生二次污染等优点。

发明内容

为实现零能耗氧化环境介质中的氨污染的目的，本发明的目的在于提供一种以包覆型压电材料CPM为主要填料的除氨装置及方法，该装置与大气压连通时对氨的去除率达32％，通过计量泵加压后可达49％；该装置将除氨过程控制在在单一的反应装置中完成，易于控制，装置整体结构简单、装卸简易且制作成本低。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种以包覆型压电材料CPM为主要填料的除氨装置，包括内部填充CPM球状填料4的圆柱形壳体3，螺纹连接在圆柱形壳体3两端的盖体2，上端的盖体2上设置有进口1，进口1固定有进水管或进气管，下端的盖体2上设置有出口5。

所述的进水管与计量泵连接，计量泵流量3L/h，量程7Bar，额定功率30W。

所述圆柱形壳体3为直径为4cm，高度为22cm的有机玻璃柱体；所述盖体2为塑料螺旋盖。

所述CPM球状填料4的制作方法如下：

步骤1：外覆压电性壳层材料的制备步骤如下：

步骤1.1：取电气石粉和粘土原材料，提纯并去除大块杂质；

步骤1.2：以质量比(3-5):1量取提纯并去除大块杂质后的电气石粉和粘土原材料；

步骤1.3：将原材料加入烧杯，加去离子水，搅拌混匀，备用。

步骤2：除氨CPM的制作具体包括如下步骤：

步骤2.1：向粘土中缓慢加入去离子水，塑成直径为2-3mm的球型粘土内芯；

步骤2.2：迅速将外覆压电性壳层材料包覆在粘土内芯表面，包覆厚度为1-2mm，形成球体；

步骤2.3：立即使用直径0.5mm的针将球体自中心贯穿；

步骤2.4：将制好的球体自然风干1-2h，脱水成型；