本发明属于环保材料技术领域，尤其涉及一种含改性核桃壳滤料及其制备工艺。
背景技术：
水处理用滤料是水处理工艺中用于物化处理的过滤介质材料和生化处理的微生物栖息的载体物质，与现代水处理工艺中处理效果的好坏有着十分重要直接的关系。过滤技术的发展很大程度上取决于对滤料和滤料层构成的研究与改进。随着科技的发展和人们生活水平的提高，滤料的需求也越来越多，同时质量要求也越来越高。
国内广泛使用的污水处理滤料，大部分采用石英砂、无烟煤等材料，在污水处理时，大多是将这些材料分层置于滤罐中，让污水流经滤罐中材料从而达到过滤的目的。但是这些材料普遍存在吸附能力差，使用成本高等缺点。为此，研制出改性核桃壳滤料来取代这些材料，但是现有技术中的改性核桃滤料制备方法复杂，处理周期长、成本高，而且功能性单一，大都只具备除油功能，无法除去污水中的重金属。
技术实现要素：
发明目的：为了克服以上问题，本发明的目的是提供一种含改性核桃壳滤料及其制备工艺。
技术方案：本发明的一个目的在于提供一种含改性核桃壳滤料，包括以下重量份的原料组分：改性核桃壳粉30-50份、介孔二氧化硅10-20份、活性炭20-30份、涤纶丝6-12份、聚丙烯酸钠0.1-0.5份、甲基三乙氧基硅烷5-15份、硅藻土10-20份、硅酸钠2-6份、松香2-4份、三氯化铁3-9份、明矾2-6份。
优选地，所述的原料组分为改性核桃壳粉40份、介孔二氧化硅15份、活性炭25份、涤纶丝9份、聚丙烯酸钠0.3份、甲基三乙氧基硅烷10份、硅藻土15份、硅酸钠4份、松香3份、三氯化铁6份、明矾4份。
优选地，所述的改性核桃壳粉为黄腐酸改性核桃壳粉。
优选地，所述的改性核桃壳粉的制备方法，包括以下步骤：
1）挑选无虫咬的核桃壳原料，用次氯酸钠消毒液处理后用清水洗净后再脱脂烘干后放入球磨机中球磨并过150-200目筛得核桃壳粉；
2）将步骤1）制得的核桃壳粉用15%-20%的氢氧化钠溶液处理30-45min，过滤沉淀用去离子水洗涤至中性，真空干燥得到改性核桃壳粉；
3）将黄腐酸、步骤2）制得的改性核桃壳粉依次加入到环己烷中搅拌混合均匀，并加入对甲苯磺酸，然后在120-140℃下回流提取1.5-2.5h，反应结束后冷却至室温，过滤沉淀用去离子水洗涤至中性，干燥，得到黄腐酸改性核桃壳粉。
优选地，所述步骤1）中消毒液处理为采用浓度为6-8ppm次氯酸钠消毒液浸泡6-10h进行消毒处理。
优选地，所述的步骤1）中脱脂处理为采用3-5%的壳聚糖溶液浸泡1-2h，后在烘干机60-70℃温度下脱脂1.5-2.5h。
优选地，所述步骤3）中黄腐酸、改性核桃壳粉、环己烷和对甲苯磺酸的重量比为3:4:1:0.5。
优选地，所述步骤1）、2）和3）中干燥后含水量低于5%。
本发明的另一目的在于提供上述所述的一种含改性核桃壳滤料的制备工艺，包括以下步骤：
（1）改性核桃壳粉的制备：核桃壳粉经过预处理、改性和黄腐酸改性后得到黄腐酸改性核桃壳粉；
（2）将配方量的各原料组分包括步骤（1）制备的黄腐酸改性核桃壳粉在温度60-70℃温度下混合搅拌反应2-3h，滤取液相后用无水乙醇洗涤至中性，在100-130℃条件下干燥1.5-2.5h；
（3）实用振动筛筛选出粒径为75-100μm的滤料，即得含改性核桃壳粉的滤料。
上述技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：本发明所述的含改性核桃壳滤料及其制备工艺，工艺简单，不会产生有毒物质，对环境友好，成本低，处理效果好，效率高；黄腐酸含羟基、羧基等活性官能团，能够以双齿状配位体的形成与污水中的重金属络合形成稳定的络合物，从而达到除去污水中的重金属的目的；核桃壳原料易得，成本低，具有稳定的微孔结构，其吸附容量大；黄腐酸改性核桃壳粉在水中的分散性好，加快了重金属的除去速度；三氯化铁为沉降剂，可以使黄腐酸改性核桃壳粉络合的重金属络合物沉降，达到除去杂质的目的。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明。
实施例1
一种含改性核桃壳滤料，包括以下重量份的原料组分：改性核桃壳粉30份、介孔二氧化硅10份、活性炭20份、涤纶丝6份、聚丙烯酸钠0.1份、甲基三乙氧基硅烷5份、硅藻土10份、硅酸钠2份、松香2份、三氯化铁3份、明矾2份。
所述的改性核桃壳粉为黄腐酸改性核桃壳粉。
所述的改性核桃壳粉的制备方法，包括以下步骤：
1）挑选无虫咬的核桃壳原料，用次氯酸钠消毒液处理后用清水洗净后再脱脂烘干后放入球磨机中球磨并过150目筛得核桃壳粉；
2）将步骤1）制得的核桃壳粉用15%的氢氧化钠溶液处理45min，过滤沉淀用去离子水洗涤至中性，真空干燥得到改性核桃壳粉；
3）将黄腐酸、步骤2）制得的改性核桃壳粉依次加入到环己烷中搅拌混合均匀，并加入对甲苯磺酸，然后在120℃下回流提取2.5h，反应结束后冷却至室温，过滤沉淀用去离子水洗涤至中性，干燥，得到黄腐酸改性核桃壳粉。
所述步骤1）中消毒液处理为采用浓度为6ppm次氯酸钠消毒液浸泡10h进行消毒处理。
所述的步骤1）中脱脂处理为采用3%的壳聚糖溶液浸泡2h，后在烘干机60℃温度下脱脂2.5h。
所述步骤3）中黄腐酸、改性核桃壳粉、环己烷和对甲苯磺酸的重量比为3:4:1:0.5。
所述步骤1）、2）和3）中干燥后含水量低于5%。
上述所述的一种含改性核桃壳滤料的制备工艺，包括以下步骤：
（1）改性核桃壳粉的制备：核桃壳粉经过预处理、改性和黄腐酸改性后得到黄腐酸改性核桃壳粉；
（2）将配方量的各原料组分包括步骤（1）制备的黄腐酸改性核桃壳粉在温度60℃温度下混合搅拌反应3h，滤取液相后用无水乙醇洗涤至中性，在100℃条件下干燥2.5h；
（3）实用振动筛筛选出粒径为75μm的滤料，即得含改性核桃壳粉的滤料。
实施例2
一种含改性核桃壳滤料，包括以下重量份的原料组分：改性核桃壳粉50份、介孔二氧化硅20份、活性炭30份、涤纶丝12份、聚丙烯酸钠0.5份、甲基三乙氧基硅烷15份、硅藻土20份、硅酸钠6份、松香4份、三氯化铁9份、明矾6份。
所述的改性核桃壳粉为黄腐酸改性核桃壳粉。
所述的改性核桃壳粉的制备方法，包括以下步骤：
1）挑选无虫咬的核桃壳原料，用次氯酸钠消毒液处理后用清水洗净后再脱脂烘干后放入球磨机中球磨并过200目筛得核桃壳粉；
2）将步骤1）制得的核桃壳粉用20%的氢氧化钠溶液处理30min，过滤沉淀用去离子水洗涤至中性，真空干燥得到改性核桃壳粉；
3）将黄腐酸、步骤2）制得的改性核桃壳粉依次加入到环己烷中搅拌混合均匀，并加入对甲苯磺酸，然后在140℃下回流提取1.5h，反应结束后冷却至室温，过滤沉淀用去离子水洗涤至中性，干燥，得到黄腐酸改性核桃壳粉。
所述步骤1）中消毒液处理为采用浓度为8ppm次氯酸钠消毒液浸泡6h进行消毒处理。
所述的步骤1）中脱脂处理为采用5%的壳聚糖溶液浸泡1h，后在烘干机70℃温度下脱脂1.5h。
所述步骤3）中黄腐酸、改性核桃壳粉、环己烷和对甲苯磺酸的重量比为3:4:1:0.5。
所述步骤1）、2）和3）中干燥后含水量低于5%。
上述所述的一种含改性核桃壳滤料的制备工艺，包括以下步骤：
（1）改性核桃壳粉的制备：核桃壳粉经过预处理、改性和黄腐酸改性后得到黄腐酸改性核桃壳粉；
（2）将配方量的各原料组分包括步骤（1）制备的黄腐酸改性核桃壳粉在温度70℃温度下混合搅拌反应2h，滤取液相后用无水乙醇洗涤至中性，在130℃条件下干燥1.5h；
（3）实用振动筛筛选出粒径为100μm的滤料，即得含改性核桃壳粉的滤料。
实施例3
一种含改性核桃壳滤料，包括以下重量份的原料组分：改性核桃壳粉40份、介孔二氧化硅15份、活性炭25份、涤纶丝9份、聚丙烯酸钠0.3份、甲基三乙氧基硅烷10份、硅藻土15份、硅酸钠4份、松香3份、三氯化铁6份、明矾4份。
所述的改性核桃壳粉为黄腐酸改性核桃壳粉。
所述的改性核桃壳粉的制备方法，包括以下步骤：
1）挑选无虫咬的核桃壳原料，用次氯酸钠消毒液处理后用清水洗净后再脱脂烘干后放入球磨机中球磨并过180目筛得核桃壳粉；
2）将步骤1）制得的核桃壳粉用18%的氢氧化钠溶液处理40min，过滤沉淀用去离子水洗涤至中性，真空干燥得到改性核桃壳粉；
3）将黄腐酸、步骤2）制得的改性核桃壳粉依次加入到环己烷中搅拌混合均匀，并加入对甲苯磺酸，然后在130℃下回流提取2h，反应结束后冷却至室温，过滤沉淀用去离子水洗涤至中性，干燥，得到黄腐酸改性核桃壳粉。
所述步骤1）中消毒液处理为采用浓度为7ppm次氯酸钠消毒液浸泡8h进行消毒处理。
所述的步骤1）中脱脂处理为采用4%的壳聚糖溶液浸泡1.5h，后在烘干机65℃温度下脱脂2h。
所述步骤3）中黄腐酸、改性核桃壳粉、环己烷和对甲苯磺酸的重量比为3:4:1:0.5。
所述步骤1）、2）和3）中干燥后含水量低于5%。
上述所述的一种含改性核桃壳滤料的制备工艺，包括以下步骤：
（1）改性核桃壳粉的制备：核桃壳粉经过预处理、改性和黄腐酸改性后得到黄腐酸改性核桃壳粉；
（2）将配方量的各原料组分包括步骤（1）制备的黄腐酸改性核桃壳粉在温度65℃温度下混合搅拌反应2.5h，滤取液相后用无水乙醇洗涤至中性，在115℃条件下干燥2h；
（3）实用振动筛筛选出粒径为90μm的滤料，即得含改性核桃壳粉的滤料。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。