高效持久释放活性氧的免烧结氧化物陶瓷滤料制造技术

本发明专利技术公开了一种无机陶瓷水处理滤料及制备方法。该滤料基本原理是遇水持久释放活性氧的作用来完成高效水处理功能。主要用于解决水体中各种污染物所引起的水质恶化，同时具备很强的杀菌灭藻性能。本发明专利技术的主要优势在于原料可部分地使用工业固体废弃物，粉煤灰或（和）高炉粉尘，使用量可占滤料总重量的６０％。因此是资源可利用型的环保产品。通过常温粘结技术，不需要高温烧结，充分节能也是本发明专利技术的一大优点。

Baking free oxide bound ceramic filter material for efficient and sustained release of reactive oxygen species

The invention discloses an inorganic ceramic water treatment filter material and a preparation method thereof. The basic principle of the filter material is to release the active oxygen by releasing the active oxygen for a long time to complete the efficient water treatment function. The utility model is mainly used for solving the water quality deterioration caused by various pollutants in water bodies, and has strong bactericidal and algae killing performance simultaneously. The main advantage of the invention is that the raw material can be partially used with industrial solid waste, fly ash or (or) blast furnace dust, and the use amount can be 60% of the total weight of the filter material. Therefore, it is an environmentally friendly product that can be used as resources. The utility model has the advantages of no need of high temperature sintering and sufficient energy saving by the normal temperature bonding technology.

【技术实现步骤摘要】
高效持久释放活性氧的免烧结氧化物陶瓷滤料g术领域本专利技术涉及一种水处理滤料及其制备方法。本滤料由多种氧化物陶瓷粉末组 合，经过使用不同粘合剂技术制备而成。成果适用于各种地表水、中水等水质的水处理，具备除污去味、降低COD、杀菌灭藻、缓解材料在水的腐蚀等优良性能。 专利技术的背景滤料在水处理工业中起到了重要的作用。新型滤料在文献中报导的数量很多， 总的发展趋势是对氧化物陶瓷滤料的研究和应用给予了更多的关注。但现有的氧 化物陶瓷滤料多以解决物理过滤的效果为主。其他滤料的功能重点在于增加纳污 量、提高净水水质和反冲再生效果等，在饮用水、中水、工业用水、养殖水和污 水处理的领域进行应用。但市场上销售的滤料以及文献中报道的滤料，都未明确 提到释放活性氧的重要功能，更没有关于免烧结的氧化物陶瓷滤料的报导。目前市场上的主要水处理滤料及其功能是天然矿石滤料包括卵石(砾石)、石灰石滤料、沸石、石榴石、麦饭石、 各种活性炭等各种滤料，具有除污效果好，成本低等优点，在市场上大量销售， 广泛使用。该类型的滤料只能起到物理吸附和过滤的作用。DA863高效过滤滤料DA863被称为自适应滤料，是一种新型的过滤材料， 它既有纤维滤料过滤精度高和截污量大的优点，又具有颗粒滤料反冲洗的洗净度 高和耗水量少的优点。该滤料由聚酯树脂组成，属于物理过滤，在过滤拦污性能 上，能力很强，在污水处理上获得了广泛的使用。但是基本没有杀菌灭藻性能。 * 凯得菲(KDF)滤料KDF多金属滤料是一种颗粒状铜锌合金，是通过金属 离子的氧化还原反应来工作，靠电化学吸附原理来完成水处理过程中的杀菌功能， 用于进行水处理是一种简单、低消耗的方法，用于微滤、超滤、纳滤、反渗透膜、 离子交换树指、颗粒活性碳等之前，能够保护这些昂贵的水处理组件不受氯、微 生物、矿物质结垢的影响，提高系统的使用寿命。广泛用于饮用水处理。具有一 定的杀菌灭藻功能。另一方面，文献中也有关于具有抗菌活性的氧化物的报导，有氧化镁(MgO)、 氧化钙(CaO)、氧化锌(ZnO)和钙制剂，其可在陶瓷、牡蛎、扇具等烧成粉末 和天然矿石等中发现。其抗菌机制是细菌因受到外力作用而受伤直至死亡。与抗 生物质和抗生剂的作用相似。博纳科技把氧化物陶瓷用于制备陶瓷滤料，称为水健康陶瓷球，已经发表了多项专利。 称在该陶瓷滤料的表面和内部均匀分布着无机抗菌材料，由于自极化作用，处于高度的活性状态，与水接触，瞬间产生大量的活性氧。由此产生无选择性的强氧化作用， 使有机物降解，杀死细菌和其他微生物。该产品主成分为氧化硅和氧化铝。采用震荡烧瓶法，检测水健康陶瓷球对金黄葡萄球菌(ATCC6538)大肠杆菌(8099)和白色念珠菌 (ATCC102321)的平均抑菌率分别为82. 32%和77. 03%。未见其公布陶瓷陶瓷滤料释放活 性氧的直接证据。本专利技术的部分申请人，之前申请了一项以氧化钙和氧化镁为主要成分的氧化物陶瓷 滤料。该滤料基本原理是通过吸附的物理过滤和陶瓷材料遇水释放活性氧的功能来完 成对各种水质的深度氧化和过滤处理。可以非常有效地解决水体中各种污染物所引起 的水质恶化，有效降低水中化学耗氧量指标(COD)，同时具备很强的杀菌灭藻性能。 对密云水库水的杀菌率可达100%，灭藻率也达99%以上。该专利产品的弊病在于较高 的能耗。制备工艺的步骤之一为将造好的颗粒放入马福炉中烘烤，升温在50(TC 115(TC之间，保温0. 5到48小时。本申请通过免烧结制备陶瓷滤料，达到以往专利产品的遇水释放活性氧性能， 以及随之而具备的各项水处理功能。由于使用大量的工业固体废弃物，包括电厂 废弃煤渣和粉煤灰，矿石煅烧过程中的大量粉尘等，均已经过高温活化，具备了 释放活性氧性能。本项目的专利技术为选择合适的粘接剂，选择原材料成分组 合，通过造粒技术，使滤料达到足够的工程应用性能，包括高效杀菌灭藻性能， 持久性以及滤料足够高的耐水流冲击强度。本专利技术因此具备了节约能源、减 少排放以及保护环境等可持续发展的各方面优势。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供高性能的氧化物陶瓷滤料，由多种陶瓷粉混合烧结而成， 具有滤污除味，降低COD，杀菌灭藻等多种功能。特别适用于需要有机物氧化降解、 灭菌、灭藻等功能的水处理环境。同时，也适用于更广泛的应用领域，譬如，工业水 的水处理，工业污水作为冷却水回用和生活污水作为中水回用等等。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案一种氧化物陶瓷滤料，由自制的氧化物陶瓷粉，工业固体废弃物K煅烧炉粉尘)， 工业固体废弃物2 (电厂粉煤灰)组成，其成分由氧化物陶瓷粉的类型以及上述三种 原料的比例来决定。选自制氧化物陶瓷粉30 60份，工业废弃物l (煅烧炉粉尘)10~50份，工业固 体废弃物2 (电厂粉煤灰)20~40，其成分在如下范围内CaO:20 60; MgO:30 90; Si02: 1~40; Al2O3:0.3 20; TiO2:0 15; Zn0: 0 15; Fe203: 0.1~1; S02: o.i 2%,K20: 0 3.0， Na20: 0~0.6。一种优选技术方案，其特征在于所述氧化物陶瓷滤料中包括(重量份)CaO:30 60， MgO: 25~55， Si02:卜20， A1203: 0.3~15; Zn0: 1 10， Ti02: 0.1~3， Fe203: 0.1 5， K20: 0 3.0， Na20: 0~0.6， S02: 0.卜2% 。一种优选技术方案，其特征在于粉煤灰用量达到25 30份，粉尘用量为20-30 份，两者之和达到45 60份。所谓自制氧化物陶瓷粉，是指申请人在另一个专利中所述的几种氧化物陶瓷粉， 可根据需要选取其中的一种。煅烧炉粉尘是在重烧菱镁矿时因鼓风加热吹出来的颗粒 状粉尘，主成分为氧化镁。一个重要的技术特征，即在于所述氧化物陶瓷滤料的制备过程，通过添加粘结剂增强，不再需要高温(50(TC以上)烧结。本专利技术的另一目的是提供上述氧化物陶瓷滤料的制备方法。本专利技术的上述目的是通过以下技术方案达到的 一种氧化物陶瓷滤料的制备方法，其步骤如下(1) 对粉煤灰原料进行分筛、对煤渣淘汰，将其余碎石研磨到200目以上。(2) 分别按比例取上述各种粉料，充分混合，对混合的物料加水搅拌(其中添加少量水性粘结剂)，也可在不加水的情况下，添加有机稀料稀释的有机粘结剂，使用造粒机进行造粒，造成颗粒的粒径可根据需要，分布在0.5-5mm范围；(3) 将造好的颗粒晾干；(4) 对于使用有机粘结剂的，要在烘箱内烘烤，温度是200、260°C ，时间是0.5-5小 时。到时间后出炉。(5) 对于使用水性粘结剂的滤料，需在干燥后，将其浸泡水中0.5 20小时，作清洗 和熟化处理；使用烘箱将滤料烘干；烘箱温度升到11046(rC，保温1 5小时。制备过程中所用水性粘结剂，是指水性丙烯酸乳液，或其他水性粘结剂(以下称 水性粘结剂)；所述有机稀料稀释的有机粘结剂，是指使用丙烯酸树脂，通过醋酸丁酯、 二丙酮醇等稀料进行稀释(以下称有机粘结剂)。树脂和稀料的比为1:4、10本专利技术的氧化物陶瓷滤料，具备材料的多孔性，具备遇水释放出不同类型活性氧 和足够的使用寿命。滤料具有最强的氧化性能，具备了降解本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氧化物陶瓷滤料，其包括如下组份：　选自制氧化物陶瓷粉３０～６０份，工业废弃物１（煅烧炉粉尘）１０～５０份，工业固体废弃物２（电厂粉煤灰）２０～４０，其成分在如下范围内：　ＣａＯ：２０～６０；ＭｇＯ：３０～９０；ＳｉＯ↓［２］ ：１～４０；Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］：０．３～２０；ＴｉＯ↓［２］：０～１５；ＺｎＯ：０～１５；Ｆｅ：０～２０；Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］：０．１～１；ＳＯ↓［２］：０．１～２％，Ｋ↓［２］Ｏ：０～３．０，Ｎａ↓［２］Ｏ：０～０．６。

【技术特征摘要】
1、一种氧化物陶瓷滤料，其包括如下组份选自制氧化物陶瓷粉30～60份，工业废弃物1(煅烧炉粉尘)10～50份，工业固体废弃物2(电厂粉煤灰)20～40，其成分在如下范围内CaO20～60；MgO30～90；SiO21～40；Al2O30.3～20；TiO20～15；ZnO0～15；Fe0～20；Fe2O30.1～1；SO20.1～2％，K2O0～3.0，Na2O0～0.6。2、 根据权利要求l所述的氧化物陶瓷滤料，提出一种优选技术方案，其特征在于所述氧化物陶瓷滤料中包括(重量份)CaO: 30 60， MgO: 25~55， Si02: 1 20， A1203: 0.3 15; ZnO: 1 10， Ti02: 0.1 3， Fe203: 0.1 5， K20: 0~3.0， Na20: 0~0.6， S02: 0.1 2% 。3、 根据权利要求2所述的氧化物陶瓷滤料，提出一种优选技术方案，其特征在于粉 煤灰用量达到25-30份，粉尘用量为20~30份，两者之和达到总量(IOO份)中的45 60 份。因而是具有优异的资源再利用效果的。4、 根据权利要求3所述的氧化物陶瓷滤料，其特征在于， 一个重要的技术特征，艮卩 所述氧化物陶瓷滤料的制备过程，通过添加粘结剂增强，不再需要高温(50(TC以上) 烧结。因而是充分节能型的。5、 根据权利要求3和要求4所述的氧化物陶瓷滤料，其特征在于以下制备工艺(1) 对粉煤灰原料进行分筛、对...

【专利技术属性】
技术研发人员：时玉萍，林乐耘，刘少峰，周伟，
申请(专利权)人：北京华德迈拓科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]