[发明专利]用于磷酸盐吸附的土壤过滤器的过滤材料

说明书

本发明涉及一种合成过滤材料，该过滤材料由石屑，Fe、La和/或Al的一种或多种氧化物或氢氧化物，水泥，快速硬化剂和水组成，并且可以用作用于磷酸盐吸附的土壤过滤器的过滤材料；以及涉及制造所述过滤材料的方法。

技术领域

本发明涉及一种合成过滤材料，其包含砂砾、Fe、La和/或Al的一种或多种氧化物或氢氧化物、水泥、快凝粘结剂和水，可以用作用于磷酸盐吸附的土壤过滤器的过滤材料；以及涉及制造所述过滤材料的方法。

背景技术

采用不同过滤材料的喷淋式和溢流式土壤过滤器越来越多地被用于湖泊、河流和地热浴的水处理。该用途的目的是持久确保由相应的使用需求来规定的水质。

土壤过滤器的清洁性能是通过各种机制实现的。除了机械过滤有机和无机物质、pH稳定效应和通过形成生物膜来生物降解生物体(浮游植物、病毒、细菌等)之外，磷在过滤材料上的吸附过程是特别相关的。磷通常是湖泊和地热浴中生物生长的限制因素。由于磷在所述过滤器中的结合，它被永久地从水中去除，从而持久改善水质。

使用天然过滤材料如鲕石(Oolith)时，每程过滤的磷消除率为20-30％，而使用铁基合成过滤材料时，消除率可达50％-60％。

然而，土壤过滤器中的已知磷酸盐吸附材料的缺点是它们的储存只能到有限的程度，并且需要相对大量的成本密集型吸附材料。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种可以储存相对较长时间并且可以更简单地制造的过滤材料。然而，特别是，要在减少吸附材料的量的同时实现恒定的磷吸附容量，或提供吸附容量改善的过滤材料。

详细描述

该目的是通过下述的过滤材料实现的，在每种情况下，基于过滤材料的总重量，所述过滤材料包含50至90重量％的粒度为1至20mm的砂砾；1至25重量％的Fe、La和/或Al的一种或多种氧化物和/或氢氧化物；1至12重量％的水泥；0.1至5重量％的快凝粘结剂和1至10重量％的水。

令人惊讶的是，已经发现根据本发明的过滤材料能够在减少吸附材料的量的同时改善磷吸附容量。此外，所使用的粒度由于更难以结块或堵塞，能够实现更长时间的储存和使用。

砂砾

在每种情况下，基于过滤材料的总重量，所述砂砾可以优选以60-80重量％、特别优选以70-79重量％的重量计量存在。

所述砂砾可以优选是石灰石或基于二氧化硅的砾石。石灰石是特别优选的。该特别优选的石灰石对磷具有特别高的亲和力，从而额外增加了所述材料的磷吸附容量。

所述砂砾的粒度可以优选为2至8mm，特别优选2至5mm(2/5)或5至8mm(5/8)。粒度可以根据DIN EN 9331来确定。

所述砂砾可以优选具有SI₂₀粒子形状。

所述砂砾可以优选具有G_c 90/15和/或G_c 85/20粒度分布。所述砂砾特别优选具有其中2mm的粒子部分小于2重量％的粒度分布。

所述砂砾优选具有这样的耐磨性，即在该耐磨性下，根据DIN EN932-2:1999和DINEN 933-1:2012对2至8mm的粒度进行磨耗试验后的最大差值≤6重量％。

所述砂砾可以优选具有2至3g/cm³的干体积密度。

所述砂粒可以优选在封闭系统内在恒定流量下，20分钟后pH升高最多1.0个pH单位。可以使用pH为约8的自来水进行测量。

所述砂砾可以优选有最多2重量％的风化。风化可根据DIN EN 932-2:1999和DINEN 933-1:2012确定。

氧化物/氢氧化物