今天為廣大朋友介紹的是——農(nóng)業(yè)灌溉水處理材料制備方法
農(nóng)業(yè)灌溉水處理材料的制備方法。本發(fā)明提出的制備方法是將秸稈焙燒碳化,制備高比表面積多孔結(jié)構(gòu)吸附材料,具體工藝包括粉碎秸稈、制備漿料、成型加工以及高溫焙燒等。本發(fā)明制備的水處理材料具有以下優(yōu)點:(1)吸附污染物容量大,有類似活性炭的多孔道結(jié)構(gòu),比表面積大,吸附活性點多;(2)吸附污染物種類多,可以去除灌溉水中的重金屬離子、微生物以及農(nóng)藥、染料等有機物;(3)再生利用循環(huán)次數(shù)多,節(jié)約資源,降低成本;(4)制備方法簡單,不依賴大型儀器設(shè)備,有利于推廣和應(yīng)用。本發(fā)明制備的水處理材料可用于大容量、流域性污染灌溉水的低成本凈化,市場前景廣闊。
1.一種農(nóng)業(yè)灌溉水處理材料的制備方法,其特征在于具體步驟如下:
1)粉碎秸稈:將秸稈粉碎成20~40目的顆粒;
2)制備秸稈混合漿料:將膨潤土、粉煤灰、鈦白粉、粘土、步驟1)得到的秸稈粉與水混合、攪拌,得到秸稈混合漿料;
3)成型加工:將秸稈混合漿料置于空心磚模具中,制成秸稈坯;
4)高溫焙燒:將秸稈坯置于窯爐中,于500~600℃下焙燒12~24小時,取出、冷卻,制得農(nóng)業(yè)灌溉水處理材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)業(yè)灌溉水處理材料的制備方法,其特征在于所述的秸稈為麥秸稈、稻秸稈、大豆秸稈、玉米秸稈或油菜秸稈之一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)業(yè)灌溉水處理材料的制備方法,其特征在于所述的秸稈混合漿料中各種物質(zhì)的重量百分比分別為:
膨潤土重量百分比5%~20%;
粉煤灰重量百分比5%~20%;
鈦白粉重量百分比5%~20%;
粘土重量百分比5%~20%;
秸稈粉重量百分比15%~30%;
其余為水,其總重量滿足100%。
長三角土地肥沃,河網(wǎng)密布,水源充沛。隨著生產(chǎn)發(fā)展和人口劇增等多重因素,工業(yè)和生活“三廢”排放量不斷增加,地表灌溉水的污染并引起的水質(zhì)性缺水越來越嚴(yán)重,生態(tài)環(huán)境壓力越來越大,特別在長三角下游的大部分地區(qū)地下水的鹽分很高,不能用于農(nóng)業(yè)灌溉,上游工農(nóng)業(yè)排放的污水和生活廢水是農(nóng)業(yè)灌溉的唯一淡水資源。污水灌溉污染了農(nóng)田土壤和產(chǎn)品質(zhì)量,存在各種安全隱患。將污染灌溉水凈化處理后再利用,重復(fù)利用水資源,是緩解水資源短缺和水污染嚴(yán)重的重要手段[SonYK,YoonCG,RheeHP,etal.PaddyandWaterEnvironment,2013,11,543-550.]。雖然污水處理技術(shù)已經(jīng)成熟,可達(dá)到無病原菌、不破壞土壤的結(jié)構(gòu)和性能、不危害農(nóng)作物、不污染地下水等要求,但按照國家城市污水再生回灌農(nóng)田安全技術(shù)規(guī)范來處理灌溉水,建設(shè)成本昂貴,難于在實際生產(chǎn)中應(yīng)用。郭飛等[郭飛,周志疆,劉士輝等.安徽農(nóng)學(xué)通報,2011,17,77-79]介紹了生物凈化處理、砂石過濾處理、紫外線殺菌處理、反滲透處理等灌溉水處理技術(shù),但結(jié)合產(chǎn)能等需要,難于在大面積農(nóng)田生產(chǎn)中達(dá)到理想的處理效果。楊再雍等[楊再雍,邱立華.李明玉.廣西輕工業(yè),2008,113,80-81.]研究應(yīng)用人工濕地系統(tǒng)水凈化技術(shù),是利用植物-微生物-基質(zhì)聯(lián)合作用的生態(tài)工程方法,能有效去除污染物質(zhì),處理效果好,設(shè)備簡單,基建和運行費用低,維護(hù)管理方便,出水水質(zhì)穩(wěn)定,能夠達(dá)到農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),但其所需要的占地面積地大,生產(chǎn)上是不可行的。近年來,王修貴等[王修貴,魏小華.水利水電科技進(jìn)展,2010,30,91-94.]廣泛開展了美國的灌溉-排水-濕地綜合管理系統(tǒng)在中國農(nóng)村實際應(yīng)用的研究工作,控制農(nóng)業(yè)面源污染,同樣需要大量的濕地面積,不適合污水灌溉的預(yù)處理?傮w上看,目前國內(nèi)污水灌溉前缺少行之有效、使用方便的凈化處理措施,也缺乏相關(guān)的理論研究和技術(shù)支持。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種農(nóng)業(yè)灌溉水處理材料的制備方法。本發(fā)明提出的制備方法是將秸稈焙燒碳化,制備高比表面積多孔結(jié)構(gòu)吸附材料,具體工藝包括粉碎秸稈、制備漿料、成型加工以及高溫焙燒等。本發(fā)明制備的水處理材料具有以下優(yōu)點:(1)吸附污染物容量大,有類似活性炭的多孔道結(jié)構(gòu),比表面積大,吸附活性點多;(2)吸附污染物種類多,可以去除灌溉水中的重金屬離子、微生物以及農(nóng)藥、染料等有機物;(3)再生利用循環(huán)次數(shù)多,節(jié)約資源,降低成本;(4)制備方法簡單,不依賴大型儀器設(shè)備,有利于推廣和應(yīng)用。本發(fā)明制備的水處理材料可用于大容量、流域性污染灌溉水的低成本凈化,市場前景廣闊。
本發(fā)明提出的農(nóng)業(yè)灌溉水處理材料的制備方法,具體步驟如下:
1)粉碎秸稈:將秸稈粉碎成20~40目的顆粒;
2)制備秸稈混合漿料:將膨潤土、粉煤灰、鈦白粉、粘土、步驟1)得到的秸稈粉與水混合、攪拌,得到秸稈混合漿料;
3)成型加工:將秸稈混合漿料置于空心磚模具中,制成秸稈坯;
4)高溫焙燒:將秸稈坯置于窯爐中,于500~600℃下焙燒12~24小時,取出、冷卻,制得農(nóng)業(yè)灌溉水處理材料。
本發(fā)明中,所述秸稈為麥秸稈、稻秸稈、大豆秸稈、玉米秸稈或油菜秸稈中任一種。
本發(fā)明中,秸稈混合漿料中,各種物質(zhì)的重量百分比分別為:
膨潤土重量百分比5%~20%;
粉煤灰重量百分比5%~20%;
鈦白粉重量百分比5%~20%;
粘土重量百分比5%~20%;
秸稈粉重量百分比15%~30%;
其余為水,其總重量滿足100%。.
利用本發(fā)明制備方法得到的灌溉水處理材料置于灌溉渠內(nèi),筑成長10米、橫截面為1平方米的濾層,檢測灌溉水通過前后的水質(zhì)。
本發(fā)明的有益效果在于:
(1)將膨潤土、粉煤灰、鈦白粉、粘土、秸稈粉混合,通過焙燒獲得復(fù)合水處理材料,在焙燒中,秸稈碳化,使得復(fù)合水處理材料具有高比表面積多孔結(jié)構(gòu),另一方面,焙燒生成的秸稈碳也具有污水凈化功能,提升了復(fù)合水處理材料的凈化能力。
(2)利用膨潤土吸附重金屬離子、粉煤灰吸附有機物、鈦白粉催化滅活微生物、粘土粘結(jié)成型等功能,極大提高了復(fù)合水處理材料的適用性,這種新型復(fù)合材料的制備方法為國內(nèi)外首創(chuàng)。
(3)成本低、工藝簡單,對儀器設(shè)備的依賴度低。
污水處理設(shè)備聯(lián)系方式:
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