权利要求
1.一种含
锰离子
污水处理用滤材,其特征在于,为吸附泡沫混凝土制成的滤块(10),所述滤块(10)呈多面体结构;所述吸附泡沫混凝土的原料组分包括吸附材料和水泥,所述吸附材料和所述水泥的质量比为(10~15):100;
所述吸附材料包括如下质量份数的各原料组分:复合皂角粉发泡剂0.3~0.5份,白云石粉5~8份,锰铁滤料8~10份,膨润土7~9份,硅藻土8~10份,电气石10~12份,砭石12~15份,红石5~7份,珊瑚石3~5份,伊利石3~5份和红豆杉叶粉0.2~0.8份;
所述锰铁滤料中二氧化锰的含量为25%~35%。
2.如权利要求1所述的含锰离子污水处理用滤材,其特征在于,所述滤块(10)为球形、四面体、五面体或者长方体。
3.如权利要求1所述的含锰离子污水处理用滤材,其特征在于,所述复合皂角粉发泡剂包括如下质量百分比的各组分:85%~90%的动物蛋白发泡剂和10%~15%的皂角粉,其中所述皂角粉的细度为580~620目。
4.如权利要求1-3任一项所述的含锰离子污水处理用滤材,其特征在于,所述滤块(10)的体积为125~1000cm3,且外接圆的直径在5~10cm。
5.一种含锰离子污水处理用过滤单元,其特征在于,包括:
箱体(20),一端为进水端、另一端为出水端;
多块如权利要求1-4任一项所述的含锰离子污水处理用滤材,填充在所述箱体(20)内。
6.如权利要求5所述的含锰离子污水处理用过滤单元,其特征在于,还包括:
过滤板(21),设在所述进水端,用来过滤杂物;
挡水板(22),设在出水端,所述挡水板(22)开设有多个出水孔(23),且所述出水孔(23)的直径自上而下递减;
其中,所述滤块(10)填充在所述过滤板(21)和所述挡水板(22)之间。
7.如权利要求5所述的含锰离子污水处理用过滤单元,其特征在于,所述箱体(20)沿水流方向的长度为2.1~2.8m。
8.如权利要求7所述的含锰离子污水处理用过滤单元,其特征在于,所述箱体(20)的高度为50~70cm,宽度为1.4~2.8m。
9.一种含锰离子污水处理用过滤系统,其特征在于,包括如权利要求5-8任一项所述的过滤单元。
说明书
技术领域
[0001]本发明属于污水处理技术领域,具体涉及一种含锰离子污水处理用滤材、过滤单元和过滤系统。
背景技术
[0002]金属矿的开采活动常常会带来水体污染问题,该问题在多山的矿产富集区域表现尤为突出。此类区域地形复杂、水文系统敏感,金属矿开采过程中产生的污水易通过地表径流、地下渗透等方式扩散,对周边地表水体、生活饮用水源及农业灌溉用水造成持续性污染威胁。
[0003]上述污水的核心污染物为重金属离子与高浓度硫酸根离子,其中锰离子的危害尤为显著。一方面,锰离子与硫酸根离子协同作用会破坏水体生态系统的完整性:高浓度硫酸根离子易导致水体酸化,配合锰离子的生物毒性,会造成水生生物大面积死亡,破坏水体生物链;另一方面,污水渗透至土壤后,会引发土壤酸化、板结,降低土壤肥力,进而影响农作物生长,且锰离子易在农作物中富集,形成食物链传递风险。更为关键的是,受污染水体若进入饮用水系统,锰离子会通过人体代谢累积,长期摄入可能损害神经系统、消化系统等,对人类健康构成潜在且不可逆的危害;同时,高浓度硫酸根离子会影响饮用水口感,且可能在特定条件下转化为硫化物,进一步加剧水体污染程度。
[0004]目前,针对金属矿开采污水的处理技术多集中于单一污染物的去除:例如,采用化学沉淀法去除重金属离子、通过生物还原法或膜分离法处理硫酸根离子等。但对于锰离子与硫酸根离子共存的复杂污水体系,现有技术存在明显局限:化学沉淀法易产生大量含重金属的污泥,后续处置难度大且易造成二次污染;生物处理法对污水pH值、温度等环境条件要求苛刻,在多山矿产区域的复杂工况下稳定性差;膜分离法则存在膜污染严重、运行成本高、难以规模化应用等问题。综上,现有技术缺乏一种能高效同步去除锰离子与硫酸根离子、适应复杂工况、且兼具经济性与环保性的处理手段。
发明内容
[0005]本发明提供一种含锰离子污水处理用滤材、过滤单元和过滤系统,旨在解决上述背景技术中提出的技术问题。
[0006]为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:
第一方面,本发明实施例提供一种含锰离子污水处理用滤材,为吸附泡沫混凝土制成的滤块;所述吸附泡沫混凝土的原料组分包括吸附材料和水泥,所述吸附材料和所述水泥的质量比为(10~15):100;
所述吸附材料包括如下质量份数的各原料组分:复合皂角粉发泡剂0.3~0.5份,白云石粉5~8份,锰铁滤料8~10份,膨润土7~9份,硅藻土8~10份,电气石10~12份,砭石12~15份,红石5~7份,珊瑚石3~5份,伊利石3~5份和红豆杉叶粉0.2~0.8份;
所述锰铁滤料中二氧化锰的含量为25%~35%。
[0007]具体的,将所述吸附材料和水泥混合均匀,然后加水,即可得到吸附泡沫混凝土,然后经切割、打磨等工序即可得到上述滤材。优选的,水灰比为6:(4~5)。需要特别说明的是,水灰比指的是水和水泥的质量比。水泥为PO425硅酸盐水泥。
[0008]所述吸附泡沫混凝土中的孔径为0.2~0.5mm,容重为180~250kg/m3。
[0009]相对于现有技术,本发明提供的滤材中,复合皂角粉发泡剂能够在混凝土制备过程中产生均匀微小的气孔,其与白云石粉、砭石、珊瑚石等刚性骨料形成贯通式多孔结构,既扩大了混凝土比表面积,又降低了离子扩散阻力,使锰离子和硫酸根离子能快速渗透至吸附材料的内部吸附位点;锰铁滤料作为核心的吸附组分,其能将锰离子氧化为难溶的二氧化锰,而吸附材料中的红石协同锰铁滤料,提高对锰离子的氧化转化速率,此外,二者还能协同提高对硫酸根离子的吸附能力;在锰铁滤料发生氧化作用时,膨润土、硅藻土和伊利石之间通过协同作用,能够进一步提高对二氧化锰的吸附作用,避免产生二次释放,同时膨润土、硅藻土和伊利石中的阳离子与废水中的硫酸根离子发生交换,进而降低水中的硫酸根离子含量,此外上述物质还能提高吸附材料其他物质对废水中锰离子的去除率;电气石能调节混凝土内部环境,进而提高其他成分对锰离子的吸附氧化作用,还能提高其他矿物对硫酸根离子的交换吸附效果,同时,电气石的多孔结构进一步增加吸附位点,提高吸附材料对硫酸根离子和锰离子的去除效果,此外,电气石所释放的负电荷进一步中和废水中的锰离子,提高吸附效果;而红豆杉叶粉中羟基或羧基等活性基团能够抑制其他无机材料团聚,保证各成分的吸附位点充分暴露,进而提高处理效果;珊瑚石能够释放钙离子,其与硫酸根离子形成硫酸钙沉淀,进而通过与吸附材料中的其他成分协同吸附,在一定程度上提高了硫酸根离子的去除率;白云石粉能够增强混凝土的致密性,进而保证混凝土多孔结构的稳定性,提高其使用寿命。
[0010]优选的,所述白云石粉的细度为200~800目。
[0011]优选的,所述锰铁滤料的细度为800~1000目。
[0012]优选的,所述膨润土的细度为1500~2000目。
[0013]优选的,所述硅藻土的细度为800~1000目。
[0014]优选的,所述电气石的细度为1200~1500目。
[0015]优选的,所述砭石的细度为1000~1500目。
[0016]优选的,所述红石的细度为1200~1500目。
[0017]示例性的,所述红石为贡嘎红石。
[0018]优选的,所述珊瑚石的细度为1000~1500目。
[0019]优选的,所述伊利石的细度为1000~1200目。
[0020]优选的,所述红豆杉叶粉的细度为800~1000目。
[0021]结合第一方面,在本发明提供的含锰离子污水处理用滤材的一种可能的实现方式中,所述滤块为球形、四面体、五面体或者长方体。
[0022]结合第一方面,在本发明提供的含锰离子污水处理用滤材的一种可能的实现方式中,所述复合皂角粉发泡剂包括如下质量百分比的各组分:85%~90%的动物蛋白发泡剂和10%~15%的皂角粉,其中所述皂角粉的细度为580~620目。
[0023]结合第一方面,在本发明提供的含锰离子污水处理用滤材的一种可能的实现方式中,所述滤块的体积为125~1000cm3,且外接圆的直径在5~10cm。
[0024]第二方面,本发明实施例提供一种含锰离子污水处理用过滤单元,包括:
箱体,一端为进水端、另一端为出水端,
多块上述的含锰离子污水处理用滤材,填充在所述箱体内。
[0025]结合第二方面,在本发明提供的含锰离子污水处理用过滤单元的一种可能的实现方式中,还包括:
过滤板,设在所述进水端,用来过滤杂物;
挡水板,设在出水端,所述挡水板开设有多个出水孔,且所述出水孔的直径自上而下递减;
其中,所述滤材填充在所述过滤板和所述挡水板之间。
[0026]结合第二方面,在本发明提供的含锰离子污水处理用过滤单元的一种可能的实现方式中,所述箱体沿水流方向的长度为2.1~2.8m。
[0027]结合第二方面,在本发明提供的含锰离子污水处理用过滤单元的一种可能的实现方式中,所述箱体的高度为50~70cm,宽度为1.4~2.8m。
[0028]第三方面,本发明实施例提供一种含锰离子污水处理用过滤系统,其特征在于,包括上述的过滤单元。
[0029]本发明提供的含锰离子污水处理用滤材、过滤单元和过滤系统的有益效果是:与现有技术相比,本发明提供的含锰离子污水处理用滤材、过滤单元和过滤系统,其中的滤材通过多组分协同设计,实现了锰离子与硫酸根离子的同步高效去除,解决了现有技术单一污染物处理的局限;疏松多孔结构与合理的原料配比,既保证了吸附效率,又避免了化学沉淀法产生二次污染的问题;水泥作为粘结剂提升了滤材机械强度,适配多山矿产区域复杂工况,克服了生物处理法环境适应性差的缺陷;原料成本低廉且无需复杂运行维护,解决了膜分离法成本高、难以规模化应用的问题,兼具经济性与环保性。
附图说明
[0030]图1为本发明实施例提供的含锰离子污水处理用滤材的立体结构示意图;
图2为本发明实施例提供的含锰离子污水处理用过滤单元的立体结构示意图;
图3为本发明实施例提供的含锰离子污水处理用过滤单元的剖视结构示意图。
[0031]附图标记说明:
10、滤块;20、箱体;21、过滤板;22、挡水板;23、出水孔。
具体实施方式
[0032]为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
[0033]下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例,而不是全部实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅是说明性的,决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
[0034]需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0035]除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时,应当明白,为了便于描述,附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
[0036]在本申请的描述中,需要理解的是,方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,在未作相反说明的情况下,这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请保护范围的限制;方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
[0037]为了便于描述,在这里可以使用空间相对术语,如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等,用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是,空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如,如果附图中的器件被倒置,则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而,示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位,并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
[0038]此外,需要说明的是,使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件,仅仅是为了便于对相应零部件进行区别,如没有另行声明,上述词语并没有特殊含义,因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
[0039]请一并参阅图1至图3,现对本发明提供的含锰离子污水处理用滤材进行说明。所述含锰离子污水处理用滤材,为吸附泡沫混凝土制成的滤块;吸附泡沫混凝土的原料组分包括吸附材料和水泥,吸附材料和水泥的质量比为(10~15):100。
[0040]吸附材料包括如下质量份数的各原料组分:复合皂角粉发泡剂0.3~0.5份,白云石粉5~8份,锰铁滤料8~10份,膨润土7~9份,硅藻土8~10份,电气石10~12份,砭石12~15份,红石5~7份,珊瑚石3~5份,伊利石3~5份和红豆杉叶粉0.2~0.8份;锰铁滤料中二氧化锰的含量为25%~35%。
[0041]本发明提供的含锰离子污水处理用滤材的有益效果是:与现有技术相比,本发明提供的含锰离子污水处理用滤材,通过多组分协同设计,实现了锰离子与硫酸根离子的同步高效去除,解决了现有技术单一污染物处理的局限;疏松多孔结构与合理的原料配比,既保证了吸附效率,又避免了化学沉淀法产生二次污染的问题;水泥作为粘结剂提升了滤块10机械强度,适配多山矿产区域复杂工况,克服了生物处理法环境适应性差的缺陷;原料成本低廉且无需复杂运行维护,解决了膜分离法成本高、难以规模化应用的问题,兼具经济性与环保性。
[0042]如图1所示,在本发明实施例提供的含锰离子污水处理用滤材的一种具体的实施方式中,滤块为球形、四面体、五面体或者长方体。
[0043]需要说明的是,本实施例中,限定滤块10为球形、四面体、五面体或长方体等规则多面体结构,是为了避免不规则形状导致滤块10填充时出现大面积空隙或过度挤压,确保过滤单元内滤块10分布均匀,污水流通阻力一致;其中球形结构可进一步优化污水流动性,减少堵塞风险,四面体、五面体及长方体结构则便于滤块10堆叠时形成多级孔隙,提升污水与滤块10的接触时间,适配不同过滤单元的填充需求。
[0044]本实施例中,规则多面体结构设计保证了滤块10填充的均匀性,避免了局部污水短路导致的处理不彻底问题,提升了污水处理的稳定性;不同形状的选择增加了滤块10的适配性,可根据过滤单元的结构尺寸灵活调整,进一步强化了对复杂工况的适应能力;同时均匀的填充方式降低了污水流通阻力,减少了能耗,提升了整体处理系统的运行效率。
[0045]在本发明实施例提供的含锰离子污水处理用滤材的一种具体的实施方式中,复合皂角粉发泡剂包括如下质量百分比的各组分:85%~90%的动物蛋白发泡剂和10%~15%的皂角粉,其中皂角粉的细度为580~620目。
[0046]进一步优选的,复合皂角粉发泡剂为HT复合发泡剂,购自河南华泰新材科技有限公司。
[0047]在本发明实施例提供的含锰离子污水处理用滤材的一种具体的实施方式中,滤块的体积为125~1000cm3,且外接圆的直径在5~10cm。
[0048]需要说明的是,本实施例中,限定滤块10体积为125~1000cm³,是综合考虑了吸附效率与抗堵塞能力:体积小于125cm³时,滤块10易被污水中的少量杂物堵塞,且机械强度不足易破损;体积大于1000cm³时,滤块10比表面积减小,污水与滤块10接触不充分,导致吸附效率下降;该体积范围适配背景技术中多山矿产区域污水的实际情况(可能含少量开采废渣等杂物),同时兼顾了中小型与规模化过滤单元的填充需求。
[0049]本实施例中,合理的体积设计平衡了吸附效率与抗堵塞能力,既保证了滤块10的比表面积以实现高效吸附,又避免了因体积过小导致的堵塞问题,降低了维护成本;适配不同规模的过滤单元,提升了滤块10的通用性,进一步支持了处理系统的规模化应用,解决了现有技术难以适配不同处理量需求的缺陷。
[0050]基于同一发明构思,如图2和图3所示,本发明实施例提供一种含锰离子污水处理用过滤单元,包括箱体20和多块上述的滤块10,箱体20一端为进水端、另一端为出水端;多块含锰离子污水处理用滤材,填充在箱体20内。
[0051]具体的,箱体20采用两端镂空的箱式结构或者整体镂空的笼式结构。
[0052]需要说明的是,本实施例中,过滤单元采用“箱体20+滤材填充”的结构设计,箱体20的进水端与出水端为污水提供定向流通路径,确保污水必须经过滤块10层才能排出;滤块10填充方式为分层或均匀填充,充分利用箱体20内部空间,保证污水与滤块10的全面接触;该结构设计适配多山矿产区域的场地条件,可根据实际污水排放量灵活调整箱体20尺寸与滤块10填充量,无需复杂的配套设施。
[0053]本实施例中,该过滤单元将高效滤块10与箱体20结构集成,实现了污水处理的模块化设计,方便安装、拆卸与维护,解决了现有技术设备复杂、难以现场适配的问题;定向流通路径保证了污水处理的彻底性,避免了污水短路;模块化设计支持多单元并联或串联,可灵活适配不同处理量需求,为规模化处理提供了基础,同时滤块10的集中填充减少了滤块10损耗,提升了运行稳定性,适配复杂工况的长期运行需求。
[0054]如图2和图3所示,在本发明实施例提供的含锰离子污水处理用过滤单元的一种具体的实施方式中,还包括过滤板21和挡水板22,过滤板21设在进水端,用来过滤杂物;挡水板22设在出水端,挡水板22开设有多个出水孔23,且出水孔23的直径自上而下递减;其中,滤块10填充在过滤板21和挡水板22之间。
[0055]需要说明的是,本实施例中,进水端设置过滤板21,是为了预先去除污水中的开采废渣、枯枝等大颗粒杂物,避免杂物堵塞滤块10孔隙,延长滤块10使用寿命,适配多山矿产区域污水含杂物较多的实际工况;出水端挡水板22的出水孔23直径自上而下递减,是因为污水在重力作用下易在箱体20下部聚集,递减的孔径可平衡上下部出水阻力,使污水在箱体20内均匀分布,避免下部滤块10过度负荷而上部滤块10闲置,确保所有滤块10充分发挥作用。
[0056]本实施例中,过滤板21的设置有效保护了滤块10,降低了堵塞风险与维护频率,进一步提升了设备的工况适应性;挡水板22的差异化出水孔23设计实现了污水的均匀流通,最大化利用了滤块10的吸附容量,提升了整体处理效率;二者协同作用使过滤单元的处理稳定性显著增强,克服了现有技术因污水分布不均导致的处理效果波动问题,确保了锰离子与硫酸根离子的稳定去除。
[0057]在本发明实施例提供的含锰离子污水处理用过滤单元的一种具体的实施方式中,箱体20沿水流方向的长度为2.1~2.8m。
[0058]本实施例中,合理的箱体20长度设计保证了污水与滤块10的充分反应时间,确保了锰离子与硫酸根离子的深度去除,解决了现有技术因接触时间不足导致的处理效率低下问题;长度范围的灵活性使过滤单元可适配不同场地条件,提升了设备的实用性;同时充足的停留时间降低了对进水浓度波动的敏感度,进一步增强了处理系统的抗冲击能力,适配复杂工况下污水浓度变化的实际情况。
[0059]在本发明实施例提供的含锰离子污水处理用过滤单元的一种具体的实施方式中,箱体20的高度为50~70cm,宽度为1.4~2.8m。
[0060]需要说明的是,本实施例中,箱体20高度限定为50~70cm,是为了保证滤块10填充厚度足够(通常为40~60cm),既避免厚度不足导致吸附不充分,又防止厚度过大增加污水流通阻力;宽度限定为1.4~2.8m,是结合沿水流方向的长度,使箱体20的容积适配不同处理量需求,同时宽度范围便于现场运输与安装,适配多山区域的交通条件。
[0061]本实施例中,箱体20高度与宽度的优化设计,使过滤单元的容积与滤块10填充量精准匹配,既保证了处理效率,又避免了空间浪费;合理的尺寸比例降低了污水流通阻力,减少了能耗;宽度的灵活选择支持单单元独立运行或多单元并联扩容,进一步强化了系统的规模化适配能力;同时紧凑的尺寸设计提升了设备的场地兼容性,可在多山矿产区域的狭小场地内安装,解决了现有大型处理设备场地适应性差的问题。
[0062]基于同一发明构思,本发明实施例提供一种含锰离子污水处理用过滤系统,其特征在于,包括上述的过滤单元。
[0063]需要说明的是,本实施例中,过滤系统以过滤单元为核心,可根据实际处理需求灵活配置:对于中小型矿山污水(处理量<50m³/h),可采用单单元或2~3个单元并联;对于大型矿山污水(处理量≥50m³/h),可采用多单元并联+串联组合模式;系统还可配套设置预处理池(调节pH值)、后置消毒池等辅助设施,进一步提升处理效果,但核心处理功能由过滤单元实现,确保系统的核心优势(同步去除锰离子与硫酸根离子、适应复杂工况)不受影响。
[0064]具体的,对于多级过滤系统,每级中过滤单元中的滤材尺寸逐渐减小,以保证处理效率。
[0065]本发明提供的含锰离子污水处理用过滤系统的有益效果是:与现有技术相比,本发明提供的含锰离子污水处理用过滤系统,通过核心过滤单元的模块化组合,实现了处理规模的灵活调整,适配不同产量矿山的污水处理需求,解决了现有技术难以规模化应用的问题;系统以高效滤块10为基础,继承了滤块10与过滤单元的核心优势,可同步去除锰离子与硫酸根离子,避免了单一处理技术的局限;整体结构简单、运行维护便捷,无需复杂的控制系统,降低了操作门槛,适配多山矿产区域的运维条件;同时无二次污染、运行成本低,契合环保与经济双重需求,为金属矿开采污水的综合治理提供了完整解决方案。
[0066]以下为本发明中吸附泡沫混凝土的几个具体实施例和对比例。
[0067]水泥购自石家庄曲寨水泥有限公司;白云石粉购自灵寿县辰洋矿产品有限公司;锰铁滤料购自河南省安阳万丰实业有限公司;膨润土购自枣阳市浩发矿业有限公司,型号为MEF-16;砭石购自山东泗水;红石购自四川甘孜燕子沟;珊瑚石购自海南生茂再生资源有限公司;伊利石购自新疆伊犁伊宁县石材厂;红豆杉叶粉购自湖北九宫山红豆杉种植基地;发泡剂为HT复合发泡剂,购自河南华泰新材科技有限公司。
[0068]本发明中所使用的原料和试剂,如无特殊说明,均为常规的市售产品;本发明中所使用的方法,如无特殊说明,均为本领域的常规方法。
[0069]水泥购自石家庄曲寨水泥有限公司;白云石粉购自灵寿县辰洋矿产品有限公司;锰铁滤料购自河南省安阳万丰实业有限公司;膨润土购自枣阳市浩发矿业有限公司,型号为MEF-16;砭石购自山东泗水;红石购自四川甘孜燕子沟;珊瑚石购自海南生茂再生资源有限公司;伊利石购自新疆伊犁伊宁县石材厂;红豆杉叶粉购自湖北九宫山红豆杉种植基地;复合皂角粉发泡剂为HT复合发泡剂,购自河南华泰新材科技有限公司。
[0070]本发明中所使用的原料和试剂,如无特殊说明,均为常规的市售产品;本发明中所使用的方法,如无特殊说明,均为本领域的常规方法。
[0071]实施例1
本实施例提供一种吸附泡沫混凝土,包括吸附材料和PO425硅酸盐水泥;
吸附材料包括如下质量份数的各原料组分:发泡剂0.3份,白云石粉8份,锰铁滤料8份,膨润土9份,硅藻土10份,电气石10份,砭石15份,红石5份,珊瑚石5份,伊利石5份,红豆杉叶粉0.2份;
白云石粉的细度为200~400目,锰铁滤料中的二氧化锰含量为25%~35%,锰铁滤料的细度为800~1000目,膨润土的细度为1500~1600目,硅藻土的细度为800~850目,电气石的细度为1400~1500目,砭石的细度为1200~1300目,红石的细度为1300~1400目,珊瑚石的细度为1000~1100目,伊利石的细度为1000~1200目,红豆杉叶粉的细度为800~1000目;
本实施例还提供上述吸附泡沫混凝土的制备方法,包括如下步骤:
将吸附材料和水泥混合均匀,然后加水,采用发泡混凝土制备装置进行搅拌,得孔径为0.2mm、容重为250kg/m3的吸附泡沫混凝土;
吸附材料和水泥的质量比为10:100,水灰比为6:4。
[0072]实施例2
本实施例提供一种吸附泡沫混凝土,包括吸附材料和PO425硅酸盐水泥;
吸附材料包括如下质量份数的各原料组分:发泡剂0.5份,白云石粉5份,锰铁滤料10份,膨润土7份,硅藻土8份,电气石12份,砭石12份,红石7份,珊瑚石3份,伊利石3份,红豆杉叶粉0.5份;
白云石粉的细度为500~600目,锰铁滤料中的二氧化锰含量为25%~35%,锰铁滤料的细度为800~1000目,膨润土的细度为1600~1700目,硅藻土的细度为900~1000目,电气石的细度为1300~1400目,砭石的细度为1300~1400目,红石的细度为1400~1500目,珊瑚石的细度为1200~1300目,伊利石的细度为1000~1200目,红豆杉叶粉的细度为800~1000目;
本实施例还提供上述吸附泡沫混凝土的制备方法,包括如下步骤:
将吸附材料和水泥混合均匀,然后加水,采用发泡混凝土制备装置进行搅拌,得孔径为0.4mm、容重为220kg/m3的吸附泡沫混凝土;
吸附材料和水泥的质量比为12:100,水灰比为6:4。
[0073]实施例3
本实施例提供一种吸附泡沫混凝土,包括吸附材料和PO425硅酸盐水泥;
吸附材料包括如下质量份数的各原料组分:发泡剂0.4份,白云石粉6份,锰铁滤料10份,膨润土8份,硅藻土9份,电气石11份,砭石13份,红石6份,珊瑚石4份,伊利石4份,红豆杉叶粉0.7份;
白云石粉的细度为600~700目,锰铁滤料中的二氧化锰含量为25%~35%,锰铁滤料的细度为800~1000目,膨润土的细度为1800~2000目,硅藻土的细度为900~1000目,电气石的细度为1400~1500目,砭石的细度为1400~1500目,红石的细度为1300~1400目,珊瑚石的细度为1300~1400目,伊利石的细度为1000~1200目,红豆杉叶粉的细度为800~1000目。
[0074]本实施例还提供上述吸附泡沫混凝土的制备方法,包括如下步骤:
将吸附材料和水泥混合均匀,然后加水,采用发泡混凝土制备装置进行搅拌,得孔径为0.5mm、容重为180kg/m3的吸附泡沫混凝土;
吸附材料和水泥的质量比为15:100,水灰比为6:4。
[0075]对比例1
本对比例提供一种吸附泡沫混凝土,与实施例1不同在于,将锰铁滤料替换为等量的赤泥,购自曹妃甸文峰
铝业有限公司;
具体包括吸附材料和PO425硅酸盐水泥;
吸附材料包括如下质量份数的各原料组分:发泡剂0.3份,白云石粉8份,赤泥8份,膨润土9份,硅藻土10份,电气石10份,砭石15份,红石5份,珊瑚石5份,伊利石5份,红豆杉叶粉0.2份;
白云石粉的细度为200~400目,赤泥的细度为800~1000目,膨润土的细度为1500~1600目,硅藻土的细度为800~850目,电气石的细度为1400~1500目,砭石的细度为1200~1300目,红石的细度为1300~1400目,珊瑚石的细度为1000~1100目,伊利石的细度为1000~1200目,红豆杉叶粉的细度为800~1000目;
本对比例还提供上述吸附泡沫混凝土的制备方法,包括如下步骤:
将吸附材料和水泥混合均匀,然后加水,采用发泡混凝土制备装置进行搅拌,得孔径为0.2mm、容重为250kg/m3的吸附泡沫混凝土;
吸附材料和水泥的质量比为10:100,水灰比为6:4。
[0076]对比例2
本对比例提供一种吸附泡沫混凝土,与实施例1不同在于,将膨润土替换为等量的硅酸钙粉,购自山西玉竹
新材料科技股份有限公司;
具体包括吸附材料和PO425硅酸盐水泥;
吸附材料包括如下质量份数的各原料组分:发泡剂0.3份,白云石粉8份,锰铁滤料8份,硅酸钙粉9份,硅藻土10份,电气石10份,砭石15份,红石5份,珊瑚石5份,伊利石5份,红豆杉叶粉0.2份;
白云石粉的细度为200~400目,锰铁滤料中的二氧化锰含量为25%~35%,锰铁滤料的细度为800~1000目,硅酸钙粉的细度为1500~1600目,硅藻土的细度为800~850目,电气石的细度为1400~1500目,砭石的细度为1200~1300目,红石的细度为1300~1400目,珊瑚石的细度为1000~1100目,伊利石的细度为1000~1200目,红豆杉叶粉的细度为800~1000目;
本对比例还提供上述吸附泡沫混凝土的制备方法,包括如下步骤:
将吸附材料和水泥混合均匀,然后加水,采用发泡混凝土制备装置进行搅拌,得孔径为0.2mm、容重为250kg/m3的吸附泡沫混凝土;
吸附材料和水泥的质量比为10:100,水灰比为6:4。
[0077]对比例3
本对比例提供一种吸附泡沫混凝土,与实施例1不同在于,将硅藻土替换为等量的料姜石,购自河南料姜石商贸有限公司;
具体包括吸附材料和PO425硅酸盐水泥;
吸附材料包括如下质量份数的各原料组分:发泡剂0.3份,白云石粉8份,锰铁滤料8份,膨润土9份,料姜石10份,电气石10份,砭石15份,红石5份,珊瑚石5份,伊利石5份,红豆杉叶粉0.2份;
白云石粉的细度为200~400目,锰铁滤料中的二氧化锰含量为25%~35%,锰铁滤料的细度为800~1000目,膨润土的细度为1500~1600目,料姜石的细度为800~850目,电气石的细度为1400~1500目,砭石的细度为1200~1300目,红石的细度为1300~1400目,珊瑚石的细度为1000~1100目,伊利石的细度为1000~1200目,红豆杉叶粉的细度为800~1000目;
本对比例还提供上述吸附泡沫混凝土的制备方法,包括如下步骤:
将吸附材料和水泥混合均匀,然后加水,采用发泡混凝土制备装置进行搅拌,得孔径为0.2mm、容重为250kg/m3的吸附泡沫混凝土;
吸附材料和水泥的质量比为10:100,水灰比为6:4。
[0078]对比例4
本对比例提供一种吸附泡沫混凝土,与实施例1不同在于,将电气石替换为等量的麦饭石,购自内蒙古曼旗麦饭石生产厂;
具体包括吸附材料和PO425硅酸盐水泥;
吸附材料包括如下质量份数的各原料组分:发泡剂0.3份,白云石粉8份,锰铁滤料8份,膨润土9份,硅藻土10份,麦饭石10份,砭石15份,红石5份,珊瑚石5份,伊利石5份,红豆杉叶粉0.2份;
白云石粉的细度为200~400目,锰铁滤料中的二氧化锰含量为25%~35%,锰铁滤料的细度为800~1000目,膨润土的细度为1500~1600目,硅藻土的细度为800~850目,麦饭石的细度为1400~1500目,砭石的细度为1200~1300目,红石的细度为1300~1400目,珊瑚石的细度为1000~1100目,伊利石的细度为1000~1200目,红豆杉叶粉的细度为800~1000目;
本对比例还提供上述吸附泡沫混凝土的制备方法,包括如下步骤:
将吸附材料和水泥混合均匀,然后加水,采用发泡混凝土制备装置进行搅拌,得孔径为0.2mm、容重为250kg/m3的吸附泡沫混凝土;
吸附材料和水泥的质量比为10:100,水灰比为6:4。
[0079]对比例5
本对比例提供一种吸附泡沫混凝土,与实施例1不同在于,将红石替换为等量的石榴石,购自巩义市富全耐材有限公司;
具体包括吸附材料和PO425硅酸盐水泥;
吸附材料包括如下质量份数的各原料组分:发泡剂0.3份,白云石粉8份,锰铁滤料8份,膨润土9份,硅藻土10份,电气石10份,砭石15份,石榴石5份,珊瑚石5份,伊利石5份,红豆杉叶粉0.2份;
白云石粉的细度为200~400目,锰铁滤料中的二氧化锰含量为25%~35%,锰铁滤料的细度为800~1000目,膨润土的细度为1500~1600目,硅藻土的细度为800~850目,电气石的细度为1400~1500目,砭石的细度为1200~1300目,石榴石的细度为1300~1400目,珊瑚石的细度为1000~1100目,伊利石的细度为1000~1200目,红豆杉叶粉的细度为800~1000目;
本对比例还提供上述吸附泡沫混凝土的制备方法,包括如下步骤:
将吸附材料和水泥混合均匀,然后加水,采用发泡混凝土制备装置进行搅拌,得孔径为0.2mm、容重为250kg/m3的吸附泡沫混凝土;
吸附材料和水泥的质量比为10:100,水灰比为6:4。
[0080]对比例6
本对比例提供一种吸附泡沫混凝土,与实施例1不同在于,将红豆杉叶粉替换为等量的柏树叶粉,购自兰州活特莱斯生物科技有限公司;
具体包括吸附材料和PO425硅酸盐水泥;
吸附材料包括如下质量份数的各原料组分:发泡剂0.3份,白云石粉8份,锰铁滤料8份,膨润土9份,硅藻土10份,电气石10份,砭石15份,红石5份,珊瑚石5份,伊利石5份,柏树叶粉0.2份;
白云石粉的细度为200~400目,锰铁滤料中的二氧化锰含量为25%~35%,锰铁滤料的细度为800~1000目,膨润土的细度为1500~1600目,硅藻土的细度为800~850目,电气石的细度为1400~1500目,砭石的细度为1200~1300目,红石的细度为1300~1400目,珊瑚石的细度为1000~1100目,伊利石的细度为1000~1200目,柏树叶粉的800~1000目;
本对比例还提供上述吸附泡沫混凝土的制备方法,包括如下步骤:
将吸附材料和水泥混合均匀,然后加水,采用发泡混凝土制备装置进行搅拌,得孔径为0.2mm、容重为250kg/m3的吸附泡沫混凝土;
吸附材料和水泥的质量比为10:100,水灰比为6:4。
[0081]效果例
对实施例1~3和对比例1~6提供的吸附泡沫混凝土对废水中锰离子和硫酸根离子的去除率进行检测,具体方法及相关指标如下:
将废水一次通过长度为6.5m的吸附泡沫混凝土,通入前废水的锰离子含量为115mg/L,硫酸根离子的含量为466mg/L;
其中锰离子含量的检测采用HJ700-2014《水质65种元素的测定电感耦合等离子体质谱法》,分析仪器为NeXION1000G电感耦合等离子体质谱仪HYJC-090;
硫酸根离子的检测采用HJ84-2016《水质无机阴离子的测定离子色谱法》,分析仪器为盛瀚CICI-D100离子色谱仪HYJC-180;
具体检测结果见表1:
表1
[0082]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
说明书附图(3)