纳米生物酶砂基微珠净水砌块及生产工艺 |
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| 申请号 | CN202310462213.5 | 申请日 | 2023-04-26 | 公开(公告)号 | CN117865561A | 公开(公告)日 | 2024-04-12 |
| 申请人 | 浙江南琪生态环保技术有限公司; | 发明人 | 何迪华; 何韵致; | ||||
| 摘要 | 一种纳米 生物 酶砂基微珠净 水 砌 块 ，包括砌块 面层 ，粘结于砌块面层的砌块 基层 ；砌块面层与砌块基层的厚度比为1：20；砌块面层按照 质量 份数包括：1000‑2200份覆膜砂，0.1‑0.4份 固化 剂，4‑12份粘结剂 树脂 ，3‑9份亲水性树脂，14‑20份 石英 粉；砌块基层按照质量份数包括：800‑1800份中砂，200‑400份陶瓷微珠，600‑800份 水泥 混合物，10‑60份甲壳动物 外壳 粉，6‑12份纳米生物酶,48‑96份 高炉 渣，48‑192份沸石，48‑192份海绵 铁 ；本 发明 制得的砌块能实现对水中COD进行 吸附 分 解吸 收，螯合清除有害金属如镉、 铜 、锌等；能够实现雨水 净化 ， 微生物 的自我净化作用，在提高水质的同时还降低污 水处理 成本，打造优质的城市水 生态系统 。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种纳米生物酶砂基微珠净水砌块，其特征在于，包括砌块面层，粘结于所述砌块面层的砌块基层； |
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| 说明书全文 | 纳米生物酶砂基微珠净水砌块及生产工艺技术领域[0001] 本发明属于海绵城市技术领域，尤其涉及一种纳米生物酶砂基微珠净水砌块及生产工艺。 背景技术[0002] 海绵城市是新一代城市雨洪管理概念，是中国古代文化道法自然的具体实践体现，即雨水的自然渗透、自然积存、自然净化。在海绵城市雨水收集利用系统硅砂蓄水池或塑料模块蓄水池中，至今没有一款针对面源污染源的污染物不同采取不同措施和工艺来净化水质的产品和技术。因为有的地面初期雨水中COD含量特别高，有的地面初期雨水中TN、TP、NH3‑N特别高，有的地面初期雨水中重金属元素(如Cu、Zn、Cd)特别高，传统的净水砌块根本没办法来净化不同污染物含量的雨水。另外在施工过程中，传统的硅砂砌块重量大约每块39公斤左右，施工中劳动强度大，不便于施工。本发明开发出一款纳米生物酶砂基微珠净水砌块，用不同的材料组合和工艺来处理不同的污染源，通过微生物的自我净化作用达到过滤净化不同污染物雨水的目的，与传统的砌块比较①吸附、过滤、净化水质的功能更好，生态高效；②单块重量减轻一半，方便施工，工人的劳动强度大大降低。经过处理后的雨水达标排放进入下游水体或用于绿化浇灌、路面冲洗、洗车冲厕等循环使用，在解决径流污染的同时雨水资源化利用节约水资源。 发明内容[0003] 本申请提供一种纳米生物酶砂基微珠净水砌块，本发明发现本发明的覆膜砂配合生物酶和甲壳动物外壳粉的配方能实现对水中COD进行吸附分解吸收，螯合清除有害金属如镉、铜、锌等；能够实现雨水净化，净化后的水可以用于绿化浇灌、路面冲洗、洗车冲厕等循环使用，微生物的自我净化作用，在提高水质的同时还降低污水处理成本，改善城市水环境，打造优质的城市水生态系统。 [0004] 本申请提供如下技术方案： [0006] 砌块面层与砌块基层的厚度比为1：20； [0008] 砌块基层按照质量份数包括：800‑1800份中砂，200‑400份陶瓷微珠，600‑800份水泥混合物，10‑60份甲壳动物外壳粉，6‑12份纳米生物酶，2‑6份减水剂，1‑3份增强剂。 [0009] 前述的一种纳米生物酶砂基微珠净水砌块，覆膜砂为70目。 [0011] 前述的一种纳米生物酶砂基微珠净水砌块，纳米生物酶由α‑淀粉酶、过氧化氢酶和纤维素二糖水解酶按5:3:3的比例混合制备得到。 [0012] 前述的一种纳米生物酶砂基微珠净水砌块，固化剂为乙烯基三丁酮肟基硅烷。 [0013] 前述的纳米生物酶砂基微珠净水砌块，粘结剂树脂包括：C5脂肪烃树脂、脂环族树脂(DCPD)或芳香族树脂(C9)中的一种或几种。 [0017] 前述的一种纳米生物酶砂基微珠净水砌块的制备方法，包括以下步骤： [0018] S1、取150‑200份水加入搅拌器搅拌30秒，按配方份数将中砂、陶瓷微珠、水泥混合物倒入至搅拌机内搅拌至均匀，且搅拌时间为50秒；然后再加150‑200份水，2‑6份减水剂，1‑3份增强剂，10‑60份甲壳动物外壳粉，6‑12份纳米生物酶搅拌180秒，完成后得到基层料备用 [0019] S2、按比例将覆膜砂、固化剂送入搅拌机搅拌1‑3分钟，再依次加入、粘结剂树脂、亲水性树脂、石英粉，搅拌5‑10分钟，完成后得到面层料备用； [0021] 技术效果： [0022] 本发明的面层加入亲水性树脂，基层未加入，吸引雨水进入基层，在基层能够给生物酶净化时间完成净化，避免水过快流过基层，不能充分接触生物酶； [0023] 本发明选用具有透气性的覆膜砂配合生物酶和甲壳动物外壳粉的配方能实现对水中COD进行吸附分解吸收，螯合清除有害金属如镉、铜、锌等；能够实现雨水净化，净化后的水可以用于绿化浇灌、路面冲洗、洗车冲厕等循环使用，微生物的自我净化作用，在提高水质的同时还降低污水处理成本，改善城市水环境，打造优质的城市水生态系统。 [0024] 本申请的另一个优势在于，本申请的纳米生物酶砂基微珠净水砌块，针对不同的污染源采取多种材料、工艺的组合来净化水质，具有针对性强，生态高效。微生物自我净化水体，大大降低了海绵城市的建设和运维成本。 [0025] 术语解释： [0026] 生物酶的反应机理是重金属与酶活性中心结合或与酶分子中的巯基、胺基和羧基的结合，从而改变酶的活性。因此，酶依靠其专一性、高效性，与重金属产生良好的络合作用，从而达到去除土壤中重金属的目的。 具体实施方式[0027] 为了使本技术领域的人员更好的理解本申请方案，下面将结合本申请实施例，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。 [0028] 通过以下实施例的配方制备得到样品1‑3和对比样品1‑2。 [0029] 实验材料： [0030] 以下实施例样品的面层厚度6mm，基层厚度120mm； [0031] 覆膜砂选用灵寿县石诚矿产品有限公司的70目产品。 [0032] 纳米生物酶由α‑淀粉酶(夏盛(北京)生物科技开发有限公司、过氧化氢酶(上海璧合生化科技有限公司)和纤维素二糖水解酶(上海甄准生物)按5:3:3的比例混合制备得到混合酶浆料。 [0033] 固化剂为乙烯基三丁酮肟基硅烷。粘结剂树脂选用：C5脂肪烃树脂。亲水性树脂选用亲水性聚氨酯树脂。水泥混合物为质量百分比70％的水泥和质量百分比30％的粉煤灰。 [0034] 一种纳米生物酶砂基微珠净水砌块的制备方法， [0035] 包括以下步骤： [0036] S1、按比例将中砂、陶瓷微珠、水泥混合物倒入至搅拌机内搅拌至均匀，且搅拌时间为5分钟；然后再加水、甲壳动物外壳粉、纳米生物酶搅拌10分钟，完成后输送至砖机基层储料仓； [0037] S2、按比例将覆膜砂、固化剂送入搅拌机搅拌2分钟，再依次加入、粘结剂树脂、亲水性树脂、石英粉，搅拌10分钟，完成后输送至砖机面层储料仓； [0038] S3、通过砖机按照先基层后面层的循序压制成型，砌块面层与砌块基层的厚度比为2：7；送至保温仓保养24小时以上。 [0039] 砌块基层按照质量份数还包括：2‑6份减水剂，1‑3份增强剂；减水剂可以包括：(1)木质素磺酸盐类；(2)多环芳香族盐类；(3)水溶性树脂磺酸盐类；不受限制；增强剂可以为：透水胶结料。 [0040] 实施例1： [0041] 砌块面层配方：1000g覆膜砂，26g固化剂，64g粘结剂树脂，13g亲水性树脂，36g石英粉； [0042] 砌块基层配方：800g中砂，200g陶瓷微珠，600g水泥混合物，10g甲壳动物外壳粉，6g份纳米生物酶(纳米生物酶由α‑淀粉酶、过氧化氢酶和纤维素二糖水解酶按5:3:3的比例混合制备得到。)。 [0043] 实施例2： [0044] 砌块面层配方：1500g覆膜砂，28份固化剂，68g份粘结剂树脂，16g份亲水性树脂，38g石英粉； [0045] 砌块基层配方：1200g中砂，300g陶瓷微珠，700g水泥混合物，35g甲壳动物外壳粉，9g纳米生物酶(纳米生物酶由α‑淀粉酶、过氧化氢酶和纤维素二糖水解酶按5:3:3的比例混合制备得到。)。 [0046] 实施例3 [0047] 砌块面层配方：1800g覆膜砂，34g固化剂，76g粘结剂树脂，19g亲水性树脂，48g石英粉； [0048] 砌块基层配方：2200g中砂，400g陶瓷微珠，800g水泥混合物，60g甲壳动物外壳粉，12g纳米生物酶(纳米生物酶由α‑淀粉酶、过氧化氢酶和纤维素二糖水解酶按5:3:3的比例混合制备得到。)。 [0049] 实施例4： [0050] 砌块面层配方：1500g覆膜砂，28份固化剂，68g份粘结剂树脂，16g份亲水性树脂，38g石英粉； [0051] 砌块基层配方：1200g中砂，300g陶瓷微珠，700g水泥混合物，35g甲壳动物外壳粉，9g纳米生物酶(纳米生物酶由α‑淀粉酶、过氧化氢酶和纤维素二糖水解酶按5:3:3的比例混合制备得到。)，48g高炉渣，48g沸石。 [0052] 实施例5： [0053] 砌块面层配方：1500g覆膜砂，28份固化剂，68g份粘结剂树脂，16g份亲水性树脂，38g石英粉； [0054] 砌块基层配方：1200g中砂，300g陶瓷微珠，700g水泥混合物，35g甲壳动物外壳粉，9g纳米生物酶(纳米生物酶由α‑淀粉酶、过氧化氢酶和纤维素二糖水解酶按5:3:3的比例混合制备得到。)，140g海绵铁。 [0055] 实施例6： [0056] 砌块面层配方：1500g覆膜砂，28份固化剂，68g份粘结剂树脂，16g份亲水性树脂，38g石英粉； [0057] 砌块基层配方：1200g中砂，300g陶瓷微珠，700g水泥混合物，35g甲壳动物外壳粉，9g纳米生物酶(纳米生物酶由α‑淀粉酶、过氧化氢酶和纤维素二糖水解酶按5:3:3的比例混合制备得到。)，140g沸石。 [0058] 实施例7： [0059] 砌块面层配方：1500g覆膜砂，28份固化剂，68g份粘结剂树脂，16g份亲水性树脂，38g石英粉； [0060] 砌块基层配方：1200g中砂，300g陶瓷微珠，700g水泥混合物，35g甲壳动物外壳粉，9g纳米生物酶(纳米生物酶由α‑淀粉酶、过氧化氢酶和纤维素二糖水解酶按5:3:3的比例混合制备得到。)，70g高炉渣，70沸石。 [0061] 实施例8： [0062] 砌块面层配方：1500g覆膜砂，28份固化剂，68g份粘结剂树脂，16g份亲水性树脂，38g石英粉； [0063] 砌块基层配方：1200g中砂，300g陶瓷微珠，700g水泥混合物，35g甲壳动物外壳粉，9g纳米生物酶(纳米生物酶由α‑淀粉酶、过氧化氢酶和纤维素二糖水解酶按5:3:3的比例混合制备得到。)，70g海绵铁，70高炉渣。 [0064] 对比实施例1： [0065] 砌块面层配方：1500g覆膜砂，28份固化剂，68g份粘结剂树脂，16g份亲水性树脂，38g石英粉； [0066] 砌块基层配方：1200g中砂，300g陶瓷微珠，700g水泥混合物，35g甲壳动物外壳粉，9g纳米生物酶(纳米生物酶由α‑淀粉酶、过氧化氢酶和脲酶按5:3:3的比例混合制备得到。)。与实施例2的配方几乎一致，只有纳米生物酶的配方不同。 [0067] 对比实施例2 [0068] 砌块面层配方：1500g覆膜砂，28份固化剂，68g份粘结剂树脂，16g份亲水性树脂，38g石英粉； [0069] 砌块基层配方：1200g中砂，300g陶瓷微珠，700g水泥混合物，9g纳米生物酶(纳米生物酶由α‑淀粉酶、过氧化氢酶和纤维素二糖水解酶按5:3:3的比例混合制备得到。)。与实施例2的配方几乎一致，只是缺少了甲壳动物外壳粉。 [0070] 对比实施例3 [0071] 砌块面层配方：1500g覆膜砂，28份固化剂，68g份粘结剂树脂，16g份亲水性树脂，38g石英粉； [0072] 砌块基层配方：1500g石英砂，700g水泥混合物，35g甲壳动物外壳粉，9g纳米生物酶(纳米生物酶由α‑淀粉酶、过氧化氢酶和纤维素二糖水解酶按5:3:3的比例混合制备得到。)。与实施例2的区别在于骨料采用石英砂。 [0073] 由以上配方按照同一个上述的方法制备得到的样品1‑3和对比样品1‑2；做如下实验验证： [0074] 选取A厂污水站生化二沉出水，加入镉、铜、锌混合均匀后分成相同体积的五组，采用郑州朋检农业科技有限公司的COD测定试剂盒；环境土壤重金属检测综合箱，型号PJ‑500Z；TN、TP、NH3‑N、NO3‑N快速检测包；检测每组在净化前和净化后的数值，计算削减率；实验结果如表1、2所示。 [0075] [0076] [0077] 表2 [0078] [0079] 由以上实验可知：采用本发明的配方制得的净水砌块，均具有优秀的COD削减率和重金属的削减率；且在TN、NH3‑N以及TP上均具有一定的效果。 [0080] 样品4的配方能够很好的削减COD；样品5的配方能够很好的削减NO3‑N、TP；样品6、7能够很好的削减TN、NH3‑N；样品8能够很好的削减镉、铜、锌 [0081] 从对比样品1可知：生物酶的选择对净化效果具有很大的影响，原因可能在于α‑淀粉酶、过氧化氢酶和纤维素二糖水解酶可以和甲壳动物外壳配合产生甲壳素等物质，能够吸附重金属和细菌、真菌等。 [0082] 从对比样品2可知：甲科动物外壳的加入对净化效果具有很大的影响，原因可能在于α‑淀粉酶、过氧化氢酶和纤维素二糖水解酶可以和甲壳动物外壳配合产生甲壳素等物质，能够吸附重金属和细菌、真菌等。 [0083] 从对比样品2可知：面层和基层骨料的选择对净化效果具有很大的影响，可能是因为加入覆膜砂和陶瓷微珠透气性能增加，生物酶活性增加，水流速度适中，不会过快流过砌块，能够充分接触生物酶，从而净化效果好。 |
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