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应用于生态浮床的无机材料载体.pdf

摘要
申请专利号:

太阳城集团CN201310629855.6

申请日:

2013.12.02

公开号:

太阳城集团CN103693747A

公开日:

2014.04.02

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C02F 3/34申请日:20131202|||公开
IPC分类号: C02F3/34 主分类号: C02F3/34
申请人: 河南三三农业科技有限公司
发明人: 杨喜田; 刘芳; 门路广; 刘世亮; 刘红恩
地址: 450000 河南省郑州市金水区任砦北街1号1号楼13层1307号
优先权:
专利代理机构: 河南科技通律师事务所 41123 代理人: 张建东
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法律状态
申请(专利)号:

CN201310629855.6

授权太阳城集团号:

||||||

法律状态太阳城集团日:

2015.09.23|||2014.04.30|||2014.04.02

法律状态类型:

太阳城集团授权|||实质审查的生效|||公开

摘要

本发明涉及一种应用于生态浮床的无机材料载体。旨在解决现有浮床载体易造成二次环境污染与安全隐患、应用成本较高的技术问题。本发明无机材料载体由下述重量份的原料制成:陶粒10~15份、膨胀蛭石8~12份、浮石8~15份、生物质炭5~10份、凹凸棒石3~8份、硅酸盐水泥5~10份、硅藻土5~15份、高岭土5~10份、粉煤灰5~10份、聚丙烯纤维0.5~1.5份、减水剂1~3份。本发明无机材料载体环保无污染,理化性质稳定、机械强度高、使用寿命长,且微生物亲和性好,有利于微生物生长、繁殖,提高微生物挂膜效率,水体净化效果好;原料来源广泛、价格低廉,不引入污染物质,使用维护成本低,易于推广实施。

权利要求书

权利要求书
1.  一种应用于生态浮床的无机材料载体,由下述重量份的原料制成:
陶粒10~15份、膨胀蛭石8~12份、浮石8~15份、生物质炭5~10份、凹凸棒石3~8份、硅酸盐水泥5~10份、硅藻土5~15份、高岭土5~10份、粉煤灰5~10份、聚丙烯纤维0.5~1.5份、减水剂1~3份。

2.  根据权利要求1所述的应用于生态浮床的无机材料载体,其特征在于,所述陶粒的粒径为5~10㎜。

3.  根据权利要求1所述的应用于生态浮床的无机材料载体,其特征在于,所述膨胀蛭石粒径为2~8mm。

4.  根据权利要求1所述的应用于生态浮床的无机材料载体,其特征在于,所述浮石粒径为3~10mm。

5.  根据权利要求1所述的应用于生态浮床的无机材料载体,其特征在于,所述生物质炭粒径为40~100目。

6.  根据权利要求1所述的应用于生态浮床的无机材料载体,其特征在于,所述凹凸棒石粒度为100~200目。

7.  根据权利要求1所述的应用于生态浮床的无机材料载体,其特征在于,所述硅藻土粒径为100~150目。

8.  根据权利要求1所述的应用于生态浮床的无机材料载体,其特征在于,所述高岭土粒径为80~150目、粉煤灰粒径为50~100μm。

9.  根据权利要求1所述的应用于生态浮床的无机材料载体,其特征在于,所述减水剂为多聚磷酸钠、木质素磺酸盐中的至少一种。

10.  根据权利要求1所述的应用于生态浮床的无机材料载体,其特征在于,所述无机材料载体的制备方法如下:
(1)配料:按所述配比配置各原料;
(2)混练:将配置好的原料干混3~5min,再加适量水后湿混5~10min,得含水量达到15~25%的混合泥料;
(3)成型:将上步所得混合泥料挤压成需要的形状;
(4)养护:自然条件下养护2~3天;
(5)干燥:自然风干即成。

说明书

说明书应用于生态浮床的无机材料载体
技术领域
 本发明涉及一种植物生长载体,具体涉及一种应用于生态浮床的无机材料载体。
背景技术
 近三十年来,随着社会经济的快速发展,大量未经处理的工业和生活污水被直接排入河流、湖泊,导致其水体水系中的营养负荷急剧增加,富营养化异常严重。而受污染河流、湖泊的治理是水污染治理中十分棘手而又代价昂贵的难题,以高等植物为主体的生态浮床净化技术具有效率高、成本低、易维护、景观效果好、可实现原位修复和控制污染物等特点,并能适应各种水深,植株的管理和收获也较人工湿地系统容易,因此被越来越多地应用于治理或修复富营养化水体。
目前,人工生物浮床建设上形式各样,但浮床载体的研究应用主要有三大类:第一类是植物根茎载体,这种载体最早只是利用漂浮植物,后逐渐发展为直接在富营养化水体中种植挺水植物和沉水植物,取得了不少研究成果。但由于水生植物容易过度繁殖和老化死亡,收获和处理不易,因而该技术未能直接应用于较大规模的富营养化湖泊的治理中;第二类是有机高分子载体(如聚苯乙烯泡沫及其改性材料等),由于有机高分子材料的制作工艺非常成熟,价格低廉,安装、运输和改型方便,因而在国内浮床制作材料中占主导地位,但这类材料在应用上存在致命缺陷,浮床抗腐蚀能力差、易老化,不能长期使用,维修不便,更为严重的是这些材料在应力作用下易折损、破裂,流失于水中不易打捞,反而造成二次环境污染与安全隐患,成为制约其大面积推广的主要因素之一;第三类是无机载体,无机材料与有机高分子材料相比在环保效益和原料来源方面有着明显的优势,因而无机材料载体无疑将成为浮床载体发展的主流趋势,但当前以实验室研究居多,尚无可实际投入应用的研究成果。
发明内容
 本发明要解决的技术问题是提供一种应用于生态浮床的无机材料载体,该载体环保无污染,具有稳定的理化性质、较高的机械强度和较强的微生物亲和性,并利于微生物生长、繁殖,提高微生物挂膜效率,且使用寿命较长。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:
设计一种应用于生态浮床的无机材料载体,由下述重量份的原料制成:
陶粒10~15份、膨胀蛭石8~12份、浮石8~15份、生物质炭5~10份、凹凸棒石3~8份、硅酸盐水泥5~10份、硅藻土5~15份、高岭土5~10份、粉煤灰5~10份、聚丙烯纤维0.5~1.5份、减水剂1~3份。
上述原料中的陶粒、膨胀蛭石、浮石、硅藻土等类材料具有多孔结构,适合于微生物附着而形成生物膜,有利于降解污染物质;原料中的硅藻土可提高载体的强度、延伸性、抗冲击强度、拉伸强度、撕裂强度;高岭土具有良好的可塑性和高的粘结性;凹凸棒石具有独特的分散、耐高温、抗盐碱等良好的胶体性质和较高的吸附脱色能力,并具有一定的可塑性及粘结力;生物炭多孔,表面发达(比表面积在300~400 m2/g),能富集水体中的空气、养分,适宜微生物栖息、繁衍;所述聚丙烯纤维能改善载体抗疲劳性能,提高其耐久性,提高载体耐受变形能力,从而改善其韧性和抗冲击性,使用纤维还可以起到提高基体的抗拉强度的作用,聚丙烯纤维可选用改性活化聚丙烯纤维,如可选用经PP-g-MAH、OP-IO、PEG200、PEG1500、PEPSO等表面改性剂进行亲水性的聚丙烯纤维,具体可选用8wt%PP-g-MAH/PP、4wt%PEG200/PP、2wt%PP-g-MAH/PP、6wt%PEPSO/PP等改性活化聚丙烯纤维。
上述原料优选粒径范围:陶粒5~10㎜;膨胀蛭石2~8mm;浮石3~10mm;生物质炭粒径为40~100目;凹凸棒石粒度为100~200目;硅藻土粒径为100~150目;高岭土粒径为80~150目、粉煤灰粒径为50~100μm。
所述减水剂为多聚磷酸钠、木质素磺酸盐中的至少一种。
上述无机材料载体的制备方法如下:
(1)配料:按所述配比配置各原料;
(2)混练:将配置好的原料干混3~5min,再加适量水后湿混5~10min,得含水量达到15~25%的混合泥料;
(3)成型:将上步所得混合泥料挤压成需要的形状;
(4)养护:自然条件下养护2~3天;
(5)干燥:自然风干即成。
本发明具有积极有益的效果:
1.本发明无机材料载体环保无污染,具有稳定的理化性质、较高的机械强度和较强的微生物亲和性,有利于微生物生长、繁殖,提高微生物挂膜效率,水体净化效果好,而且可长期使用。
2.所选原料价格低廉,来源广泛,不引入污染物质,使用维护成本低,易于推广实施。
具体实施方式
以下结合具体实施例进一步阐述本发明。
实施例1  一种应用于生态浮床的无机材料载体,由下述重量份的原料制成:陶粒(5~10㎜)10~15份、膨胀蛭石(2~8mm)8~12份、浮石(3~10mm)8~15份、生物质炭(40~100目)5~10份、凹凸棒石(100~200目)3~8份、硅酸盐水泥5~10份、硅藻土(100~150目)5~15份、高岭土(80~150目)5~10份、粉煤灰(50~100μm)5~10份、聚丙烯纤维0.5~1.5份、减水剂1~3份。
上述无机材料载体的制备方法如下:
(1)配料:按所述配比配置各原料;
(2)混练:将配置好的原料干混3~5min,再加适量水后湿混5~10min,得含水量达到15~25%的混合泥料;
(3)成型:将上步所得混合泥料挤压成需要的形状;
(4)养护:自然条件下养护2~3天;
(5)干燥:自然风干即成,成型的无机材料载体的性能指标参见表1。
表1 生态浮床的无机材料载体的理化技术指标

利用上述构建的浮床系统对畜禽废水进行的净化试验表明:对总氮总磷的净化效果理想,对富营养化废水中总氮去除率达72%,总磷去除率达76%。
虽然,上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。

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