[發(fā)明專利]一種高效除磷水滑石前驅(qū)體生物膜及其制備方法和應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910361748.7
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN110182941A
• 公開（公告）日: 2019-08-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何曉曼;徐歡樂;張鵬;殷夢秋子;張其武
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號: C02F3/10
• 分類號: C02F3/10;C02F3/12
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 徐曉琴

本發(fā)明屬于生物膜水處理領(lǐng)域，具體涉及一種高效除磷水滑石前驅(qū)體生物膜及其制備方法和應(yīng)用。所述水滑石前驅(qū)體生物膜的制備方法為：分別稱取二價金屬離子和三價金屬離子的金屬氫氧化物或金屬鹽，加入到球磨罐中直接球磨，得到水滑石前驅(qū)體；將水滑石前驅(qū)體加入到廢水中曝氣和攪拌后，得到水滑石前驅(qū)體生物膜。本發(fā)明提供的水滑石前驅(qū)體制備方法和水滑石前驅(qū)體生物膜的應(yīng)用，對廢水的凈化效果良好，尤其是水體中的磷酸根的降解十分有效，同時，還可以改善碳源的利用、降解廢水中的氮，有效的降解了廢水中的水質(zhì)污染，遏制了水體的富營養(yǎng)化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物膜水處理領(lǐng)域，具體涉及一種高效除磷水滑石前驅(qū)體生物膜及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著我國廢水排放量的不斷增大，導(dǎo)致過量的氮、磷污水排放流入河流、湖泊、水庫等地表水體，引起水體中藻類的瘋狂生長，消耗水中的溶解氧，危害水體中原有的生態(tài)系統(tǒng)，造成水體的一步步惡化。我國面臨的水體富營養(yǎng)化的主因是水中的氮、磷元素含量的超標(biāo)。生物膜強化序批式生物膜法具有水力停留時間和曝氣時間的靈活可控性、剩余污泥量少、同一個反應(yīng)器實現(xiàn)脫氮除磷、節(jié)省碳源加入、運行費用低等優(yōu)點，因此廣泛收到國內(nèi)外學(xué)者的研究。

層狀雙金屬氫氧化物(Layered Double Hydroxide，LDH)是水滑石前驅(qū)體(Hydrotalcite,HT)和類水滑石前驅(qū)體化合物(Hydrotalcite-Like Compounds，HTLCs)的統(tǒng)稱，由這些化合物插層組裝的一系列超分子材料稱為水滑石類插層材料(LDHs)。其化學(xué)組成可以表示為其中M²⁺為Mg²⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Zn²⁺、Cu²⁺等二價金屬陽離子；M³⁺為Al³⁺、Cr³⁺、Fe³⁺、Sc³⁺等三價金屬陽離子；A^n-為陰離子，如CO₃^2-，NO^3-、Cl^-、OH^-、SO₄^2-、PO₄^3-、C₆H₄(COO)₂^2-等無機和有機離子以及絡(luò)合離子。

因LDHs具有很大的層間陰離子交換容量、生物相容性、極大的表面正電性，在水處理方面擁有廣泛的應(yīng)用。面臨我國嚴(yán)峻的高氮、磷元素含量污水處理和地表水富營養(yǎng)化嚴(yán)重的問題，制備一種制備簡單、成本低、且具備快速啟動和高效脫氮除磷的水滑石前驅(qū)體生物膜擁有極大的工業(yè)生產(chǎn)前景。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，目的在于提供一種高效除磷水滑石前驅(qū)體生物膜及其制備方法和應(yīng)用。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

一種高效除磷水滑石前驅(qū)體生物膜的制備方法，包括如下步驟：

(1)分別稱取二價金屬離子和三價金屬離子的金屬氫氧化物或金屬鹽，加入到球磨罐中直接球磨，得到水滑石前驅(qū)體；

(2)將水滑石前驅(qū)體加入到廢水中曝氣和攪拌后，得到水滑石前驅(qū)體生物膜。

上述方案中，所述二價金屬離子為鎂離子、鋅離子、鈣離子、或銅離子；所述三價金屬離子為鋁離子。

上述方案中，所述金屬鹽為堿式碳酸鹽、或碳酸鹽。

上述方案中，所述二價金屬離子與三價金屬離子摩爾比為1：1～4：1。

上述方案中，所述球磨的球料比為29：1～58：1，球磨轉(zhuǎn)速為500～600rpm，球磨時間為2～3h。