申请日2017.05.26
公开(公告)日2017.10.13
IPC分类号B01J20/24; B01J20/28; B01J20/30; C02F1/28
摘要
本发明涉及一种纤维素微球制备及污水处理方法，属于环保技术领域，具体涉及一种用于深度水处理的纤维素微球制备及污水处理方法。该采用了含有大量微纳米孔洞结构的纤维素小球作为滤芯，滤芯使用的微球的孔隙率高，比表面积大，耐酸碱，且使用温度范围广，使用过程中无显著形变，同时可作为各种吸附剂的良载体，过滤精度高。
权利要求书
1.一种用于深度水处理的纤维素微球制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
溶液制作步骤，将纤维素在-15～-10℃条件下，溶解于碱性水溶液中形成纤维素质量分数为1%～10%的纤维素溶液;
微球挤出步骤，将上述溶液以液滴形式挤到任意盐水或者稀酸溶液中静置形成微球;
碱性去除步骤，用pH为中性的水浸泡洗涤微球多次，直到水的pH恢复中性。
2.根据权利要求1所述的一种用于深度水处理的纤维素微球制备方法，其特征在于，所述纤维素微球是具有弹性，耐酸碱的微球;其直径为2mm～10mm，比表面积为80～200m2/g，含水率为80%～99%。
3.根据权利要求1所述的一种用于深度水处理的纤维素微球制备方法，其特征在于，所述溶液制作步骤中，向纤维素溶液中混入高分子吸附材料和/或无机吸附剂材料。
4.根据权利要求3所述的一种用于深度水处理的纤维素微球制备方法，其特征在于，所述吸附材料包括壳聚糖、腐植酸、活性炭、金属氧化物微纳米粒子中的一种或多种。
5.一种深度水处理方法，其特征在于，在污水流经的并且在其进出水口处设置有带透水帽滤板的腔体内投放纤维素微球滤料，利用所述纤维素微球滤料过滤污水。
6.根据权利要求5所述的一种深度水处理方法，其特征在于，包括：
按照所处置的污水的特性以及各种微球的吸附特性，根据下述公式可算出单位时间内处理废水所需各种微球的质量;
式中m微球为所需微球的质量，Q废水为每小时废水的流量，[C]0为各污染因子在废水中的初始浓度;根据计算结果调整滤芯中各种微球的所占质量百分比，混匀后直接填装于所述腔体中。
7.根据权利要求5所述的一种深度水处理方法，其特征在于，适用于水体悬浮固体含量SS≤50mg/L的深度水处理，过滤精度为100～1000nm，使用温度范围为1～100℃。
8.根据权利要求5所述的一种深度水处理方法，其特征在于，当滤芯吸附饱和时，向腔体中注入质量分数为1%～20%的无机酸(盐)或者有机酸(盐)溶液浸泡1～60min之后，放出过滤器内的液体。
说明书
用于深度水处理的纤维素微球制备及污水处理方法
技术领域
本发明涉及一种纤维素微球制备及污水处理方法，属于环保技术领域，具体涉及一种用于深度水处理的纤维素微球制备及污水处理方法。
背景技术
现有的普通机械过滤器比较笨重，拆卸不便。并且，由于机械过滤器使用的大部分是石英砂、无烟煤、卵石层等传统滤料，因而普遍存在过滤精度偏低的问题，基本无法满足微米级以下的过滤需求。例如，授权实施例专利CN203736915U中涉及的一种机械过滤器的主体结构与传统机械过滤器很相似，使用的滤料也是传统的石英砂、无烟煤、卵石层以及锰矿等;再例如授权实施例专利CN205307970U中涉及的一种机械过滤器的主体结构设计是在使用传统滤料的前提下进行的，尽管结构细节上有创新，但是主体结构仍然摆脱不了传统过滤器的缺点。
除了机械过滤外，反渗透也是污水处理的新方向。但是采用反渗透等膜技术成本偏高，而且工作效率偏低。
发明内容
本发明主要目的是解决现有技术所存在的机械过滤器因采用传统滤料所导致的精度偏低等技术问题，提供了一种用于深度水处理的纤维素微球制备及污水处理方法。该方法提出了一种新的纤维素球体材料，并将其作为污水处理的滤芯，能显著提高过滤精度，并且降低了成本。
本发明还有一目的是解决现有机械过滤器所存在的比较笨重，拆卸不便等技术问题，提供了一种用于深度水处理的纤维素微球制备及污水处理方法。该方法可直接用于管道式结构的设备中，没有复杂的管线及内部结构，体积小，尺寸可以随水处理现场情况随机调整，使用方便。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
一种用于深度水处理的纤维素微球制备方法，包括以下步骤：
溶液制作步骤，将纤维素在-15～-10℃条件下，溶解于碱性水溶液中形成纤维素质量分数为1%～10%的纤维素溶液;
微球挤出步骤，将上述溶液以液滴形式挤到任意盐水或者稀酸溶液中静置形成微球;
碱性去除步骤，用pH为中性的水浸泡洗涤微球多次，直到水的pH恢复中性。
优选的，上述的一种用于深度水处理的纤维素微球制备方法，所述纤维素微球是具有弹性，耐酸碱的微球;其直径为2mm～10mm，比表面积为 80～200m2/g，含水率为80%～99%。
优选的，上述的一种用于深度水处理的纤维素微球制备方法，所述溶液制作步骤中，向纤维素溶液中混入高分子吸附材料和/或无机吸附剂材料。
优选的，上述的一种用于深度水处理的纤维素微球制备方法，所述吸附材料包括壳聚糖、腐植酸、活性炭、金属氧化物微纳米粒子中的一种或多种。
一种深度水处理方法，在污水流经的并且在其进出水口处设置有带透水帽滤板的腔体内投放纤维素微球滤料，利用所述纤维素微球滤料过滤污水。
优选的，上述的一种深度水处理方法，包括：
按照所处置的污水的特性以及各种微球的吸附特性，根据下述公式可算出单位时间内处理废水所需各种微球的质量;
式中m微球为所需微球的质量，Q废水为每小时废水的流量，[C]0为各污染因子在废水中的初始浓度;根据计算结果调整滤芯中各种微球的所占质量百分比，混匀后直接填装于所述腔体中。
优选的，上述的一种深度水处理方法，适用于水体悬浮固体含量 SS≤50mg/L的深度水处理，过滤精度为100～1000nm，使用温度范围为1～100 ℃。
优选的，上述的一种深度水处理方法，当滤芯吸附饱和时，向腔体中注入质量分数为1%～20%的无机酸(盐)或者有机酸(盐)溶液浸泡1～60min 之后，放出过滤器内的液体。
因此，本发明具有以下优点：
1.采用了含有大量微纳米孔洞结构的纤维素小球作为滤芯，孔隙率高，比表面积大，耐酸碱，且使用温度范围广，使用过程中无显著形变，可作为各种吸附剂的良载体，过滤精度高，并且可以反复使用;
2.可以采用管道式安装，没有复杂的管线及内部结构，故结构简单，使用方便，且尺寸可以随水处理现场情况随机调整;例如同等处理量 (40-50m3/h)的机械过滤器筒径约为1600mm左右，而本过滤器的筒径仅为273mm，相比之下，本过滤器重量缩减了6倍左右;
3.水头损失极低，几乎可以忽略，直接管道安装，前端或者后端不需要设置缓存罐，因此不需要提升泵输送至下一流程，可降低能耗及设备投资;
4.设备价格低廉，运行简捷，性能突出，经济耐用。
