[发明专利]一种纳米双螺旋生态球形体及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及环保领域，尤其涉及生态过滤材料。

背景技术

由于工业化和城市化进程的快速发展，每年工业废水和城市污水合计排放量已达500亿吨，且处理率较低，大量废水排入天然水体，已使我国约80％的河流湖泊受到不同程度的污染。“十五”计划到2005年全国污水处理率计划达到45％，50万居民以上城市的污水处理率要达到60％以上，日处理污水5800万多吨。

水产养殖业的迅猛发展使养殖方式由粗养转为集约化养殖，但在提高产量、增加效益的同时，也产生了负面影响：水质严重污染，水体中悬浮物增多，生化需氧量(BOD)，化学需氧量(COD)，氮，磷含量增加，容氧量下降，蓝绿藻大量发生，水环境迅猛恶化，导致鱼类病害频繁发生。目前尚没有过滤材料对这些受污水质进行净化。

一般过滤的方法有物理过滤和生物过滤两种，物理过滤一般来说是通过细小的空隙，其过滤材质是使用砂，活性炭，陶瓷等有细小空隙的东西(多孔性质)，但是，其细小的空隙到某种程度容易塞住，不能大量处理水，同时若是水不能凭借生物过滤(细菌箱)把污垢分解掉的话，水就不能恢复到原来的样子。

可见过滤和净化材料是水和空气净化处理过程中的一个最重要的环节。我国国内传统的过滤净化材料主要有以下几种：石英沙，锰矿砂，活性炭，滤布，纤维滤芯，普通鞍型填料等。比较有代表性的新材料莫过于蜂窝状纤维球或圆球状塑质材料。

这些材料的比表面积都很小，而且牢固程度和机械强度也很差。使用这些材料时，不仅需要很高强度的外部机械力量来实现净化过程，耗费人力物力，而且其净化和过滤的效率很低，效果很差，也不能再生，其应用有很大的局限性。

因此，本领域迫切需要提供一种新的生态过滤材料，它过滤效率高、效果佳。

发明内容

本发明旨在提供一种新型的生态过滤材料。

本发明提供了一种具有独特的双螺旋外形结构的生态球，所述的生态球融合了纳米新材料和氯乙烯原位聚合新技术，表面由为数众多的弯曲或S型各个部分连绵延伸而成，各个部分呈辐射状排列以取得最大的表面积并提供空隙率，其中双螺旋设计提供了双螺旋表面不计其数的褶状物，增大了壁表面积，使得生态球具有很大的比表面积和孔隙率，和传统媒介相比壁表面积增大了10倍以上，从而能够高效率的提供非常高的负载率并对传质性能影响重大。

在另一优选例中，所述的生态球具有很强的附着力，提供非常有效的多功能媒介载体，并能充分增加依附物质的接触面。

在另一优选例中，所述的生态球特殊的构造能引起使固体悬浮物分离的旋涡；和独特的外形架构和内部构造能有效促进气体的吸收和剥离。

在另一优选例中，所述的生态球全部由波浪形状的薄皮而构成，内部面积相当的大，空隙从粗到细的都有，水通过这个过滤材料时，因水流混乱，产生许多的旋涡，经过这些旋涡，固体悬浮物(SS)会依比重分离，滞留在滤材内部的止水状态处，从而可以在不加水压的情况下消除细微粒子；

此外，所述生态球具有宽大的壁表面积，从而容易形成生物膜，依照水流的缓急，将好气性及厌气性的细菌有效率的分类，故而可以同时进行气化及还原，而水质也不会有酸性的倾向，而且不需定期换水。

本发明提供了上述具有独特的双螺旋外形结构的生态球的用途，它可以用于水处理，空气净化，汽车空气滤清器，中央空调循环水处理，花木养殖行业，保健品行业，工业过滤材料，化工填料，催化剂载体等。

本发明提供了一种球形体，它由连续的双螺旋褶皱构成，它的平均球径为1-5cm，比表面积为1.0-3.0×10^-2m²/g，增加化学需氧量10-50kg/m³/天。

在另一优选例中，它的比表面积为1.2-2.0×10^-2m²/g，更佳地1.3-1.6×10^-2m²/g，孔隙率为158-178％。

在另一优选例中，它的冲击强度为20-50MPa/m²，拉伸屈服强度为10-40MPa/m²。

在另一优选例中，它的双螺旋褶皱的厚度为0.05-0.3mm。

在另一优选例中，它的冲击强度为25-35MPa/m²，拉伸屈服强度为15-30MPa/m²；它的双螺旋褶皱的厚度为0.1-0.2mm。

在另一优选例中，它的形状为球状、橄榄球状、椭球状，半球状，卵石状。