[发明专利]一种具有高比表面积的轻质多孔净污载体及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有高比表面积的轻质多孔净污载体和一种具有高比表面积的轻质多孔净污载体的制备方法，包括壳壁，所述壳壁为若干个曲面薄壁相互连接而成的骨架状结构，所述壳壁内部有多个相互连通的孔洞，所述壳壁材质包括灰渣、高岭土、氧化铁、氧化铝、硅酸钠和玻璃纤维。所制备的轻质多孔净污载体具有比表面积大、透水率高，结构强度高、吸附性能强和生产成本低等优点，可作为微生物或催化材料的载体对水体污染物进行高效去除。

技术领域

本发明涉及一种具有高比表面积的轻质多孔净污载体及其制备方法，属于复合材料成形技术领域。

背景技术

随着经济的发展和人口的增多，大量未经有效处理的污水排放使我国水污染问题越来越严重。目前我国城市水环境污染主要体现在河道、湖泊水体黑臭或富营养，而治理技术大多采用截污、驳岸、清淤等工程手段，由于城市河湖面源污染和内源污染的存在，工程手段不可能彻底解决城市水环境黑臭或富营养问题，特别是富营养问题严重地威胁着社会的可持续发展和人类的生存。大量工业废水、农业污水和生活污水在未经处理或处理不彻底时便排入河流、湖泊和海洋等，且污水中具有污染种类多、成分复杂、可生化性差等特点，尤其我国作为发展中国家，不及时处理大量排出的污水将时刻威胁着生态环境，阻碍着经济的可持续性发展。

生物修复和生态恢复是近几年兴起的城市水环境治理方法，实践证明，生物修复和生态恢复是城市河道、湖泊治理的有效方法和必要手段。城市水环境生物修复和生态恢复主要采用植物修复、生物操纵技术、人工湿地、氧化塘技术、人工砾石接触氧化等技术和手段，其根本在于恢复河道湖泊洁净好氧生态系统，提高其自净能力。而我国目前大部分城市河(湖)护岸主要考虑其蓄洪、排洪泄洪功能，采用钢筋混凝土结构或混凝土砌块衬砌，护坡坚固，阻隔了水土的生态联系，造成河岸光秃，水生植物无法生长；河岸带无多孔结构，微型动物、鱼类、昆虫等无法栖息繁衍；以上原因造成城市河(湖)生物多样性差、自净能力降低、生态系统脆弱、一旦少量污水排入，即可能造成河湖水体富营养甚至黑臭。虽然有人对混凝土护岸进行了部分改进，但混凝土介质无大的孔道，不利于鸟类和鱼类栖息繁衍；仍然不能满足河湖生态恢复的需要。

生态多孔载体技术是近年来在国际上研究和发展的热点技术，通过将多孔载体固定在现有的混凝土护坡上使之成为生态护岸或作为浮床基体提高净化效率。多孔介质具有较高的比表面积和透水率，有利于促进微生物附着和微型动物生长繁殖，从而提升对受污染水体的净化能力。

目前对净污型多孔材料的研究热点主要集中在系列天然多孔材料上，如硅胶、沸石、陶粒等。但上述基体材料在工程应用中普遍具有成本高、结构强度低、成形性差的缺点，不适合在水利环保工程中大规模的使用。因此研发一种具有较大孔隙率的人造净污载体，不但具有较高的透水性能，而且具有较大的比表面积，进一步提高其生物附着性及水力停留时间，这将对我国环境治理水平与资源循环利用具有积极的意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种具有高比表面积的轻质多孔净污载体和一种具有高比表面积的轻质多孔净污载体的制备方法，所制备的轻质多孔净污载体具有比表面积大、透水率高，结构强度高、吸附性能强和生产成本低等优点，可作为微生物或催化材料的载体对水体污染物进行高效去除。

为达到上述目的，本发明提供一种具有高比表面积的轻质多孔净污载体，包括壳壁，所述壳壁为若干个曲面薄壁相互连接而成的骨架状结构，所述壳壁内部有多个相互连通的孔洞，所述壳壁材质包括灰渣、高岭土、氧化铁、氧化铝、硅酸钠和玻璃纤维。

优先地，所述壳壁壁厚2～5mm。

一种具有高比表面积的轻质多孔净污载体的制备方法，包括以下步骤：

1)先将灰渣球研磨分散，再将灰渣、高岭土、氧化铁、氧化铝、硬脂酸和短切玻璃纤维放入烘箱中烘干，然后将将灰渣、高岭土、氧化铁、氧化铝、硬脂酸和短切玻璃纤维进行均匀混合获得混合粉料，将混合粉料倒入粉料沸腾槽中；