[发明专利]一种表面带电球状玻璃滤料的制备方法

说明书

本发明公开了一种表面带电球状玻璃滤料的制备方法，将购得的特定目数的钠钙玻璃珠原料，经预处理、硅烷偶联化、接枝改性步骤制成带有负电荷的球状玻璃滤料，根据建立指定波长下的吸光度与接枝单体物质浓度之间的校正曲线或回归方程，计算出不同反应时刻单体物质的反应量，从而控制滤料表面Zeta电位，制成不同带负电量的球状玻璃滤料。本发明制备的表面带电球状玻璃滤料具有机械强度更高、反冲洗强度更低、使用寿命更长的特点，能够提升滤池处理效率。

技术领域

本发明属于环保材料制备及饮用水处理领域，更具体的说，是涉及一种表面带电球状玻璃滤料的制备方法。

背景技术

滤池作为水厂水源净化处理工艺的最后把关，主要是通过粒状滤料层拦截住残留在水中的浮游物和杂质等，并有效过滤水中的有机物和细菌，其处理效果的好坏会直接影响出厂水质的优劣。在当前水质性缺水状况日益严重，且水质标准日益提升的大背景下，滤池运行的可靠性直接影响着水厂运行的安全稳定高效，因此滤料的选择就显得十分重要。

通常，水厂滤池采用的滤料主要是普通石英砂，另外还有无烟煤、陶粒滤料等。传统的石英砂滤料在实际使用过程中，发现石英砂存在长生物膜，机械强度低，耗费大量冲洗水等问题。由于普通石英砂表面存在孔隙与沟壑，导致生物膜往往与滤料表面紧密契合，使反冲洗的强度及时间增大，导致上层滤料流失，反冲水量持续提高，最终更换吸附饱和的滤料等问题。

针对目前水厂滤池实际运行中存在的生物膜生长和冲洗效率低的问题，制备一种机械强度高，反冲洗强度低，使用寿命长的表面带电球状玻璃滤料有着重要意义。

发明内容

针对现有技术中缺乏能克服生物膜生长、机械强度与使用寿命大幅度提高的滤料的现状，提出一种表面带电球状玻璃滤料的制备方法，制备的表面带电球状玻璃滤料具有机械强度更高、反冲洗强度更低、使用寿命更长的特点，能够提升滤池处理效率。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

本发明表面带电球状玻璃滤料的制备方法，将购得的特定目数的钠钙玻璃珠原料，经预处理、硅烷偶联化、接枝改性步骤制成带有负电荷的球状玻璃滤料，根据建立指定波长下的吸光度与接枝单体物质浓度之间的校正曲线或回归方程，计算出不同反应时刻单体物质的反应量，从而控制滤料表面Zeta电位，制成不同带负电量的球状玻璃滤料。

所述玻璃珠原料表面羟基化的预处理：用乙醇对经过筛选的特定目数的玻璃珠原料进行清洗，5-6次；将清洗好的玻璃珠原料依次放入盛有去离子水、乙醇、丙酮的烧杯中超声10min；将经过清洗超声的玻璃珠原料放入“食人酸”溶液，后水浴酸洗2小时；水浴酸洗完成之后用去离子水将玻璃珠中残留的酸液反复冲洗干净放入乙醇中保存备用。

所述玻璃珠原料表面的硅烷偶联化：配制硅烷偶联剂，将酸洗后的玻璃珠原料浸入配好的硅烷偶联剂溶液，加入催化剂，静置24小时；静置完成用乙醇彻底冲洗后，在乙醇溶液中超声5min，放入乙醇溶液中保存备用。

所述玻璃珠原料表面的接枝改性：将接有硅烷偶联剂的玻璃珠原料和超纯水放于大烧杯中，水浴温度设置为80℃，用搅拌桨进行定速搅拌，当温度升到80℃时一次性滴加配制好的30mL的甲基丙烯酸3-磺酸丙酯钾盐(SPM)和过硫酸铵(APS)溶液，完成后继续反应。

所述建立指定波长下的吸光度与接枝单体物质浓度之间的校正曲线或回归方程：配制一组不同浓度的SPM溶液，由于SPM(甲基丙烯酸3-磺酸丙酯钾盐)特征基团为酯基，其最大激发波长为210nm；分别配制浓度C为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0g/L的溶液，通过分光光度计在210nm波长处测定其吸光度A，反复测定3-5次，根据吸光度A和SPM浓度C绘制校正曲线，或线性回归得到对应波长处的回归方程。

与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：