自潰散型長效緩釋水質(zhì)凈化填料磚的制備方法及制備裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種自潰散型長效緩釋水質(zhì)凈化填料磚的制備方法及制備裝置，屬于環(huán)保材料技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國工業(yè)化的飛速發(fā)展和農(nóng)業(yè)集約化程度的進一步提高，所產(chǎn)生的工業(yè)污水、農(nóng)業(yè)污水及生活污水對水環(huán)境造成了嚴重的破壞。大量未經(jīng)處理或處理不完全的污水直接排入河流、湖泊等水體中，導致河流湖泊水體水質(zhì)的全面惡化。同時，在農(nóng)村，化肥、農(nóng)藥等農(nóng)業(yè)投入品過量使用，畜禽糞便、農(nóng)作物秸桿和農(nóng)田殘膜等農(nóng)業(yè)廢棄物不合理處置，導致農(nóng)業(yè)面源污染日益嚴重，加劇了土壤和水體污染風險。我國大中型灌區(qū)由于粗放型農(nóng)作方式，化肥施用量高，畜禽養(yǎng)殖密集，農(nóng)業(yè)面源污染則更為嚴重，排水溝渠中氮磷及農(nóng)藥濃度較高，外排后影響著河流水環(huán)境質(zhì)量。在城市，大量排放的工業(yè)廢水和生活污水嚴重的影響著河流水環(huán)境并進而危害人類的健康，隨著現(xiàn)代化建設(shè)進程的不斷推進，建設(shè)人水和諧水環(huán)境成為了增強城市競爭力、提升城市品位、經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的一項重要舉措。環(huán)境污染治理也成為現(xiàn)代社會面臨和亟待解決的重要問題之一。
[0003]目前在城市和農(nóng)村使用的河道水質(zhì)凈化方法有較多種，其中構(gòu)建人工濕地和生態(tài)護坡是使用較廣的技術(shù)，利用污水在與植物介質(zhì)生物膜接觸后，植物自身功能修護，充分凈化水資源，兼具污水處理與景觀化的功能。但由于這類生物凈化方法工程建設(shè)周期長，投資大，起效慢，對于污染嚴重、突發(fā)性污染物超標、局部應急性水環(huán)境治理等場合不適合采用上述方法。傳統(tǒng)的化學試劑直接投放法可以快速的降低某一區(qū)域的水體污染物含量，廣泛的應用于污水處理領(lǐng)域，但由于藥效在幾個小時內(nèi)就釋放完成，處理范圍有限，特別是對于河道內(nèi)持續(xù)動水條件，投放的藥物由于釋放過快而無法持續(xù)發(fā)揮作用，給這類場合的環(huán)境治理帶來了困難。因此目前急需一種既能快速降低水體中污染物濃度，同時又能在一段時期內(nèi)保持穩(wěn)定的凈化效率的緩釋型水質(zhì)凈化材料，對拓展水環(huán)境治理方法、提高水環(huán)境處理水平具有積極的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提出了一種自潰散型長效緩釋水質(zhì)凈化填料磚的制備方法及制備裝置，所制備的填料磚可在水中緩慢潰散，使得磚內(nèi)摻雜的水質(zhì)處理藥劑在水體中均勻緩慢釋放，從而達到對水體進行長效穩(wěn)定凈化的作用。本發(fā)明具有藥劑釋放速度穩(wěn)定、作用時間長、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點，適用于各種水體條件，可進行大規(guī)模生產(chǎn)。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)解決方案:自潰散型長效緩釋水質(zhì)凈化填料磚的制備裝置，其結(jié)構(gòu)包括制坯模具和振動臺；其中制坯模具包括外模、芯棒和模具底座，所述外模為兩端開口的空心圓管，5根芯棒垂直安裝于模具底座上，模具底座上開設(shè)有限位槽，外模通過限位槽與模具底座連接;所述振動臺包括振動板、支撐彈簧、振動電機和振動臺支架，其中振動電機安裝于振動板下方，振動板通過若干支撐彈簧與振動臺支架連接。
[0006]自潰散型長效緩釋水質(zhì)凈化填料磚的制備方法，包括以下步驟:
(1)將株徑為Icm~3cm的秸桿進行自然或人工脫水處理，去除側(cè)葉后放入粉碎機中，粉碎成長度為I?1.5cm的顆粒；
(2)將粉碎好的秸桿顆粒放入模數(shù)為3.0、波美度為50.0的水玻璃溶液中浸泡30分鐘，取出自然干燥24小時；
(3)根據(jù)待處理水體中污染物的種類選取適合的固態(tài)化學處理試劑，干燥備用；
(4)將秸桿顆粒、鋸末、水泥、粉煤灰、河砂、羧甲基纖維素、NaHC03、檸檬酸、化學處理試劑按照50: 20: 80: 50: 100:1: 3:1: 5的質(zhì)量比投入攪拌機中干混5分鐘；
(5)將攪拌均勻的干粉料、水、植物性發(fā)泡劑按照:80:120: 15的質(zhì)量比投入水泥發(fā)泡機中進行發(fā)泡處理，然后倒入制坯模具中，初始高度為模具高度的3/4;
(6)將模具放置于振動臺上振動5?10秒，待漿料在模具內(nèi)填充均勻后靜置30分鐘； 本發(fā)明具有以下有益效果:
1)所制備的填料磚具有多孔發(fā)泡結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)強度低，所包含的鋸末和秸桿顆?？稍谒信蛎浐透g去除，促使基體材料發(fā)生緩慢潰散，從而使得材料中摻雜的水質(zhì)處理試劑緩慢的向水中釋放，提高了填料磚的對水體的有效作用時間，不但對降低水體污染物濃度起效快，而且在有效期內(nèi)能保持穩(wěn)定的凈化效率；
2)材料中所摻雜的鋸末遇水膨脹和被腐蝕后可使填料磚表面發(fā)生逐層脫落，秸桿顆粒在水中浸泡膨脹和腐蝕去除后可使得材料呈塊狀剝落，通過調(diào)整鋸末和秸桿顆粒的加入比例，可調(diào)整填料磚的在水中的潰散速度和完全潰散時間；
3)包含水泥發(fā)泡劑的混合漿料在發(fā)泡機中進行機械發(fā)泡，同時NaHCO3和檸檬酸反應也可在漿料中生成大量CO2氣泡，這種物理和化學聯(lián)合發(fā)泡處理方法可有效地提高填料磚中的孔隙率，大幅度降低了材料的結(jié)構(gòu)強度，并減輕了填料磚的重量；
4)本發(fā)明采用秸桿、粉煤灰、河砂等作為基體主干材料，潰散后不會形成二次污染，同時也為廢棄資源的循環(huán)利用提供了一種新的途徑；
5 )通過調(diào)整填料塊中化學處理試劑的品種和摻雜量，本發(fā)明可在不同水體污染條件下使用，具有較強的適應性；
6)本發(fā)明為圓柱形多孔結(jié)構(gòu)，具有較大的固液界面，有利于提高藥劑反應面積，同時有利于填料磚的串接和布放的穩(wěn)定性，適合于各種水體環(huán)境；
7)本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，起效快，適合于各類受污染水體的短期應急治理。
【附圖說明】
[0007]附圖1是本發(fā)明的組合圖。
[0008]附圖2是填料磚單體外形圖。
[0009]附圖3是填料磚制造裝置示意圖。
[0010]附圖4是制坯模具裝配示意圖。
[0011]附圖5是模具型芯示意圖。
[0012]圖中的I是外模、2是芯棒、3是混合漿料、4是模具底座、5是振動板、6是支撐彈簧、7是振動臺支架、8是振動電機、9是地基、10是填料磚、11是透水孔、12是草繩、13是限位槽。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明技術(shù)方案作進一步詳細描述，但是本發(fā)明的保護范圍不局限于所述實施例。
[0014]如圖1?圖5所示，一種自潰散型長效緩釋水質(zhì)凈化填料磚裝置，包括制坯模具和振動臺。
[0015]所述述制坯模具包括外模1、芯棒2和模具底座4。
[0016]所述述外模I為兩端開口的空心不銹鋼圓管，內(nèi)徑200mm，高度350mm，壁厚6mm。
[0017]所述述芯棒2直徑為15mm，高度400mm，米用不銹鋼管制造。
[0018]所述模具底座4直徑500mm，厚度10mm，5根芯棒2垂直固定于模具底座4上，用于成形填料磚10中的透水孔11。模具底座4表面還開設(shè)有限位槽13，用于與外模I套接固定。
[0019]所述振動臺包括振動板5、支撐彈簧6、振動電機8和振動臺支架7。所述振動板5為正方形鋼板，振動電機8安裝于振動板5下方中心位置，功率400W，轉(zhuǎn)速3800轉(zhuǎn)/分鐘。
[0020]所述振動板5通過若干支撐彈簧6與振動臺支架7連接，振動臺支架7固定于地基9上。
[0021]其制備方法:包括如下工藝步驟:
(1)將株徑為Icm~3cm的秸桿進行自然或人工脫水處理，去除側(cè)葉后放入粉碎機中，粉碎成長度為I?1.5cm的顆粒；
(2)將粉碎好的秸桿顆粒放入模數(shù)為3.0、波美度為50.0的水玻璃溶液中浸泡30分鐘，取出自然干燥24小時；
(3)根據(jù)待處理水體中污染物的種類選取適合的固態(tài)化學處理試劑，干燥備用；
(4)將秸桿顆粒、鋸末、水泥、粉煤灰、河砂、羧甲基纖維素、NaHC03、檸檬酸、化學處理試劑按照50: 20: 80: 50: 100:1: 3:1: 5的質(zhì)量比投入攪拌機中干混5分鐘；
(5)將攪拌均勻的干粉料