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1、(10)申请公布号 CN 102432275 A(43)申请公布日 2012.05.02CN102432275A*CN102432275A*(21)申请号 201110249590.8(22)申请日 2011.08.29C04B 35/14(2006.01)C04B 35/622(2006.01)(71)申请人常州大学地址 213164 江苏省常州市武进区滆湖路1号(72)发明人王利平 汪楚乔 郭宇川 杜尔登(74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司 32200代理人楼高潮(54) 发明名称一种用于除藻的微滤陶瓷膜及其制备方法(57) 摘要本发明公开一种用于除藻的微滤陶瓷膜及其制备方法,。
2、原料组份是硅藻土、天然沸石、可溶性淀粉,各组份占总重量百分比为:硅藻土6093,天然沸石210,淀粉530;将原料混合后与玛瑙磨球、去离子水一起加入到玛瑙球磨罐中湿磨、陈化,混合原料、磨球、去离子水的重量比例为1:2:l;再造粒、干燥,然后模压成陶瓷片状膜坯,放入干燥箱中干燥;将干燥好的陶瓷片状膜坯放入电阻炉中按烧结程序烧结,制得平板状微滤陶瓷膜;采用了来源广泛的工业级产品或天然产品,价格低廉,制备方式简单易行;微滤陶瓷膜的孔隙率高,在较低的过滤压差下能保证较高清水通量,过滤能耗小,能高效而迅速地去除藻细胞。(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求。
3、书 1 页 说明书 5 页CN 102432278 A 1/1页21.一种用于除藻的微滤陶瓷膜,其特征是:原料组份是硅藻土、天然沸石、可溶性淀粉,各组份占总重量百分比为:硅藻土6093,天然沸石210,淀粉530。2.根据权利要求1所述的一种用于除藻的微滤陶瓷膜,其特征是:所述硅藻土和天然沸石均含有重量百分比为7075的SiO2。3.一种权利要求1所述微滤陶瓷膜的制备方法,其特征是依次采用如下步骤:(1)制备原料粉体:将500目硅藻土颗粒、40目天然沸石颗粒和可溶性淀粉按所述重量百分比混合成原料,将该混合原料与玛瑙磨球、去离子水一起加入到玛瑙球磨罐中,混合原料、磨球、去离子水的重量比例为1:2。
4、:l,在220转/min转速下湿磨56h,陈化24h,制成原料粉体;(2)造粒:将原料粉体用金属网筛造粒,反复过筛后使原料粉体粒料均达到2060目,并将造好的粒料在105的干燥箱中干燥12h;(3)模压成型:将干燥好的粒料加入到钢制模具中,在2060Mpa压力下将其压成陶瓷片状膜坯,并将陶瓷片状膜坯放入105干燥箱中干燥24h;(4)烧结:将干燥好的陶瓷片状膜坯放入电阻炉烧结,烧结时,当炉内温度是100300时升温速率为1/min,达到300时保温60min;当炉内温度是3001000时升温速率为6/min,当炉内温度是10001100时升温速率为12/min,达到1100时保温120min,。
5、制得平板状微滤陶瓷膜。4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征是:步骤(3)中将干燥好的粒料通过正压和反压使粒料均匀受力。权 利 要 求 书CN 102432275 ACN 102432278 A 1/5页3一种用于除藻的微滤陶瓷膜及其制备方法技术领域0001 本发明属于环境保护技术领域,具体涉及用于水处理中除藻的过滤材料,对含藻水体进行处理。背景技术0002 近年来水体富营养化导致的“水华”日益频繁,接触含藻毒素水体可引起眼睛和皮肤过敏,饮用少量藻类超标的水可引起急性肠胃炎,长期饮用则可能引发肝癌。目前水处理中除藻的方法主要有机械物理法、生物化学法、物理化学法、化学法、生物法和多级综合处理法。
6、等。公开号为CN 101182054、名称为“一种通过超声波除藻的方法”的专利文献公开了一种通过超声波去除藻类的方法,其缺陷是:破坏了藻类细胞体,造成藻毒素的释放,易产生二次污染,对用水安全有影响。公开号为CN 101785478A、名称为“沸石负载高锰酸钾除藻剂的制备方法及控藻除藻方法”的专利文献公开了一种用高锰酸钾和沸石为原料,按一定比例将高猛酸钾负载于沸石除藻剂的制备方法,其缺陷是:该除藻剂为直接投加于水体中,投量较大,使用成本较高,且不易再生回用。0003 微孔陶瓷膜分离技术在给水处理中的应用始于上世纪80年代初期,用微孔陶瓷膜进行给水处理的优点是不用化学物质,能够保证更好和更可靠的水。
7、质。相比其他过滤膜,微滤陶瓷膜具有热稳定性好、化学稳定性好、在涉及高温和腐蚀过程的工艺中有着广泛的应用、抗微生物能力强、一般不与微生物发生反应、机械强度大、清洗状态好、当膜污染后可进行反冲洗、孔径分布窄且分离效率高等优点。但至今未见有专门用于除藻的微孔陶瓷膜的报道。发明内容0004 本发明为克服上述现有技术的不足,提出一种安全高效、制备原料价格低廉的用于除藻的微滤陶瓷膜;本发明的另一目的是提出这种微滤陶瓷膜的制备方法。0005 本发明用于除藻的微滤陶瓷膜采用的技术方案是:原料组份是硅藻土、天然沸石、可溶性淀粉,各组份占总重量百分比为:硅藻土6093,天然沸石210,淀粉530。0006 上述微。
8、滤陶瓷膜的制备方法的技术方案是依次采用如下步骤:(1)制备原料粉体:将500目硅藻土颗粒、40目天然沸石颗粒和可溶性淀粉按所述重量百分比混合成原料,将混合原料与玛瑙磨球、去离子水一起加入到玛瑙球磨罐中,混合原料、磨球、去离子水的重量比例为1:2:l,在220转/min转速下湿磨56h,陈化24h,制成原料粉体;(2)造粒:将原料粉体用金属网筛造粒,反复过筛后使原料粉体粒料均达到2060目,并将造好的粒料在105干燥箱中干燥12h;(3)模压成型:将干燥好的粒料加入到钢制模具中,在2060Mpa压力下将其压成陶瓷片状膜坯,并将陶瓷片状膜坯放入105的干燥箱中干燥24h;说 明 书CN 10243。
9、2275 ACN 102432278 A 2/5页4(4)烧结:将干燥好的陶瓷片状膜坯放入电阻炉烧结,烧结时,当炉内温度是100300时升温速率为1/min,达到300时保温60min;当炉内温度是3001000时升温速率为6/min,当炉内温度是10001100时升温速率为12/min,达到1100时保温120min,制得平板状微滤陶瓷膜。0007 本发明的有益效果是:1、本发明采用了来源广泛的工业级产品或天然产品,采用硅藻土、天然沸石、淀粉等常用的原料为制备原料,价格低廉,制备方式简单易行; 2、本发明采用了呈多孔结构并具有巨大比表面积的硅藻土,以天然沸石作为助烧剂,以淀粉作为造孔剂,所以。
10、能大大提高微滤陶瓷膜的孔隙率;同时在较低的过滤压差下保证较高清水通量,克服了现有的膜材料在过滤时能耗过大的问题,在处理含藻水体时能高效而迅速地去除藻细胞。0008 3、用微滤陶瓷膜在0.050.09MPa过滤压力下对含藻水进行处理,通过筛分、架桥、吸附等作用将水体中的藻细胞去除,在这个过程中抗微生物能力强、不会破坏藻细胞,避免了藻毒素的释放,无需混凝剂、操作条件不受限制,保障了水处理过程中的安全。具体实施方式0009 本发明用于除藻的微滤陶瓷膜原料是由硅藻土、天然沸石和可溶性淀粉这三者组成。其中,按占总重量的百分比计,各组份占总重量百分比为:硅藻土占6093,天然沸石占210,可溶性淀粉占53。
11、0,其中硅藻土和天然沸石中均含有重量百分比为7075的SiO2。硅藻土呈多孔结构,并具有巨大比表面积的;天然沸石是助烧剂,淀粉是造孔剂。0010 制备上述微滤陶瓷膜时,首先把500目硅藻土颗粒、40目天然沸石颗粒、可溶性淀粉按分别占总重量6093、210、530混合,将混合原料与玛瑙磨球、去离子水一起加入到玛瑙球磨罐中,其中,混合原料、磨球、去离子水的重量比例为1:2:l;控制球磨机转速为220转/min,进行湿磨56h,再陈化24h后制成原料粉体。再对原料粉体进行造粒,将原料粉体用金属网筛反复过筛,使过筛后的原料粉体粒料均达到2060目,并将造好的2060目粒料在105的干燥箱中干燥12h。。
12、然后,将干燥好后的2060目粒料放入钢制模具中,通过正压和反压使粒料受力相对均匀,在2060Mpa压力下加压成型,将其压成陶瓷片状膜坯,并将陶瓷片状膜坯放入105的干燥箱中干燥24h,除去其中水分。最后将模坯放入电阻炉(马弗炉)中烧结,烧结时,要按照严格的烧结程序进行烧结:当炉内温度是100300时,升温速率为1/min,当达到300时,保温60min;当炉内温度是3001000时,升温速率为6/min;当炉内温度是10001100时,升温速率为12/min;当炉内温度达到1100时,保温120min,便制得平板状微滤陶瓷膜。0011 以下提供5个实施例以进一步阐述本发明:实施例1用于除藻的微。
13、滤陶瓷膜各原料组份的重量百分比如下表:硅藻土天然沸石可溶性淀粉86份4份10份将上表中三种原料混和,与去离子水、玛瑙磨球一起加入玛瑙球磨罐中,磨球200份,去离子水100份,经玛瑙球磨罐在220转/min转速下混合湿磨6h,再陈化24h制成原料说 明 书CN 102432275 ACN 102432278 A 3/5页5粉体。再用金属网筛对原料粉体进行造粒,反复过筛后使大多数原料均达到60目粒径,在105的干燥箱中干燥12h,至含水率为23%。然后将粒料加入到钢制模具中,在30MPa下正压和反压,将其压成片状,即陶瓷片状膜坯,并将片状膜坯放入105的干燥箱中干燥24h。最后将经压制和干燥好的陶。
14、瓷片状膜坯放入电阻炉内烧结,严格控制升温速率,控制100300时升温速率在1/min,达到300时需要保温60min,炉内温度在3001000时升温速率控制在6/min,当温度处于10001100时,控制升温速率在12/min,达到1100保温120min,制得片状微滤陶瓷膜。0012 将所制备的微滤陶瓷膜放入小试装置中,在0.09MPa的过滤压差下对含藻水体进行过滤试验,含藻水取自江苏某湖湖水,处理前水体的叶绿素a含量为24.01g/L,在试验过程中发现,随过滤时间增加,通量减小,截留率升高,初始通量为8.56 m3/(m2h),在试验过程中发现,随过滤时间的增加,微滤陶瓷膜通量迅速减小,1。
15、5min后通量减少为0.51 m3/(m2h)。过滤10min进行取样分析,对水体中叶绿素a去除率为98.4%。0013 实施例2用于除藻的微滤陶瓷膜各原料组份按如下重量百分比:硅藻土天然沸石可溶性淀粉60份10份30份将上表中三种原料混和,与去离子水、玛瑙磨球一起加入玛瑙球磨罐中,磨球200份,去离子水100份,经玛瑙球磨罐在220转/min转速下混合湿磨5h,再陈化24h制成原料粉体。再用金属网筛对原料粉体进行造粒,反复过筛后使大多数原料均达到20目粒径,在105的干燥箱中干燥12h,至含水率为23%。然后将粒料加入到钢制模具中,在20MPa下正压和反压,将其压成片状,即陶瓷片状膜坯,并将。
16、片状膜坯放入105的干燥箱中干燥24h。最后将经压制和干燥好的陶瓷片状膜坯放入电阻炉内烧结,严格控制升温速率,控制100300时升温速率在1/min,达到300时需要保温60min,炉内温度在3001000时升温速率控制在6/min,当温度处于10001100时,控制升温速率在12/min,达到1100保温120min,制得片状微滤陶瓷膜。0014 将所制备的微滤陶瓷膜放入小试装置中,在0.05MPa的过滤压差下对含藻水体进行过滤试验,含藻水取自江苏某湖湖水,处理前水体的叶绿素a含量为24.01g/L,在试验过程中发现,随过滤时间增加,通量减小,截留率升高,初始通量为9.24 m3/(m2h)。
17、,在试验过程中发现,随过滤时间的增加,微滤陶瓷膜通量迅速减小,15min后通量减少为0.42 m3/(m2h)。过滤10min进行取样分析,对水体中叶绿素a去除率为96.4%。0015 实施例3用于除藻的微滤陶瓷膜各原料组份按如下重量百分比:硅藻土天然沸石可溶性淀粉90 3 7将上表中三种原料混和,与去离子水、玛瑙磨球一起加入玛瑙球磨罐中,磨球200份,去离子水100份,经玛瑙球磨罐在220转/min转速下混合湿磨6h,再陈化24h制成原料粉体。再用金属网筛对原料粉体进行造粒,反复过筛后使大多数原料均达到40目粒径,在105的干燥箱中干燥12h,至含水率为23%。然后将粒料加入到钢制模具中,在。
18、40MPa下正压和反压,将其压成片状,即陶瓷片状膜坯,并将片状膜坯放入105的干燥箱中干燥24h。最后将经压制和干燥好的陶瓷片状膜坯放入电阻炉内烧结,严格控制升温速率,控制说 明 书CN 102432275 ACN 102432278 A 4/5页6100300时升温速率在1/min,达到300时需要保温60min,炉内温度在3001000时升温速率控制在6/min,当温度处于10001100时,控制升温速率在12/min,达到1100保温120min,制得片状微滤陶瓷膜。0016 将所制备的微滤陶瓷膜放入小试装置中,在0.06MPa的过滤压差下对含藻水体进行过滤试验,含藻水取自江苏某湖湖水,。
19、处理前水体的叶绿素a含量为24.01g/L,在试验过程中发现,随过滤时间增加,通量减小,截留率升高,初始通量为12.57 m3/(m2h),在试验过程中发现,随过滤时间的增加,微滤陶瓷膜通量迅速减小,15min后通量减少为0.61 m3/(m2h)。过滤10min进行取样分析,对水体中叶绿素a去除率为95.7%。0017 实施例4用于除藻的微滤陶瓷膜各原料组份按如下重量百分比:硅藻土天然沸石可溶性淀粉70 10 20将上表中三种原料混和,与去离子水、玛瑙磨球一起加入玛瑙球磨罐中,磨球200份,去离子水100份,经玛瑙球磨罐在220转/min转速下混合湿磨5h,再陈化24h制成原料粉体。再用金属。
20、网筛对原料粉体进行造粒,反复过筛后使大多数原料均达到20目粒径,在105的干燥箱中干燥12h,至含水率为23%。然后将粒料加入到钢制模具中,在20MPa下正压和反压,将其压成片状,即陶瓷片状膜坯,并将片状膜坯放入105的干燥箱中干燥24h。最后将经压制和干燥好的陶瓷片状膜坯放入电阻炉内烧结,严格控制升温速率,控制100300时升温速率在1/min,达到300时需要保温60min,炉内温度在3001000时升温速率控制在6/min,当温度处于10001100时,控制升温速率在12/min,达到1100保温120min,制得片状微滤陶瓷膜。0018 将所制备的微滤陶瓷膜放入小试装置中,在0.07M。
21、Pa的过滤压差下对含藻水体进行过滤试验,含藻水取自江苏某湖湖水,处理前水体的叶绿素a含量为24.01g/L,在试验过程中发现,随过滤时间增加,通量减小,截留率升高,初始通量为4.23 m3/(m2h),在试验过程中发现,随过滤时间的增加,微滤陶瓷膜通量迅速减小,15min后通量减少为0.86 m3/(m2h)。过滤10min进行取样分析,对水体中叶绿素a去除率为98.2%。0019 实施例5用于除藻的微滤陶瓷膜各原料组份按如下重量百分比:硅藻土天然沸石可溶性淀粉80 5 15将上表中三种原料混和,与去离子水、玛瑙磨球一起加入玛瑙球磨罐中,磨球200份,去离子水100份,经玛瑙球磨罐在220转/。
22、min转速下混合湿磨6h,再陈化24h制成原料粉体。再用金属网筛对原料粉体进行造粒,反复过筛后使大多数原料均达到40目粒径,在105的干燥箱中干燥12h,至含水率为23%。然后将粒料加入到钢制模具中,在40MPa下正压和反压,将其压成片状,即陶瓷片状膜坯,并将片状膜坯放入105的干燥箱中干燥24h。最后将经压制和干燥好的陶瓷片状膜坯放入电阻炉内烧结,严格控制升温速率,控制100300时升温速率在1/min,达到300时需要保温60min,炉内温度在3001000时升温速率控制在6/min,当温度处于10001100时,控制升温速率在12/min,达到1100保温120min,制得片状微滤陶瓷膜。0020 将所制备的微滤陶瓷膜放入小试装置中,在0.09MPa的过滤压差下对含藻水体进说 明 书CN 102432275 ACN 102432278 A 5/5页7行过滤试验,含藻水取自江苏某湖湖水,处理前水体的叶绿素a含量为24.01g/L,在试验过程中发现,随过滤时间增加,通量减小,截留率升高,初始通量为1.15 m3/(m2h),在试验过程中发现,随过滤时间的增加,微滤陶瓷膜通量迅速减小,15min后通量减少为0.11 m3/(m2h)。过滤10min进行取样分析,对水体中叶绿素a去除率为98.8%。说 明 书CN 102432275 A。