[發明專利]一種釹鐵硼磁性顆粒的制備方法

有效

• 申請號: 201910947669.4
• 申請日: 2017-02-21
• 公開（公告）號: CN110828088B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 王嘉斌;張棟;李天杭;朱玲麗
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: H01F1/057
• 分類號: H01F1/057;H01F41/02;C02F3/34;C02F3/30;C02F101/16
• 代理公司: 濟南譽豐專利代理事務所(普通合伙企業) 37240
• 代理人: 趙鳳

一種釹鐵硼磁性顆粒的制備方法，屬于廢水處理材料技術領域包括如下步驟:(1)將釹鐵硼磁性粉末過篩網篩選，烘干備用；(2)將步驟(1)中獲得的干燥釹鐵硼磁性粉末和偶聯劑在無水乙醇中混合并攪拌均勻，于烘箱內80?100℃下烘干；(3)將步驟(2)獲得干燥粉末混合物與粘合劑按照以下重量百分比進行混合：干燥粉末混合物占84％?90％，粘合劑溶液占10％?16％，混合均勻后，在內設孔徑為1?4mm的球型模具下擠壓成生料球；(4)將步驟(3)獲得的生料球置于烘箱內60?80℃下烘干，獲得成品。本發明提供的釹鐵硼磁性顆粒制備方法，不需高溫燒制，制備方法簡單易行，節約能源，對加工設備的要求較低。

本專利申請是申請日為2017年2月21日，申請號為201710092199.9，發明創造名稱為“一種釹鐵硼磁性顆粒及其制備方法”專利申請的分案申請。

技術領域

本發明屬于廢水處理材料技術領域，涉及一種釹鐵硼磁性顆粒及其制備方法。

背景技術

傳統廢水脫氮生物處理技術，常采用AO(厭氧好氧)或者AAO(厭氧缺氧好氧)工藝，氮的去除需要經過氨化反應、硝化反應及反硝化反應最終從水體中去除。其中氨化反應可在厭氧或好氧條件下進行，而硝化反應只能在好氧條件下進行，反硝化反應只能在厭氧條件下進行。為了保證氮的去除效果硝化反應和反硝化反應通常在不同的反應器內進行，硝化過程需要曝氣以保證充足的溶解氧，反硝化過程需要投加碳源以保證碳氮比，以上曝氣及其投加碳源環節提高了脫氮工藝的運行成本，也使得傳統生物脫氮工藝的占地面積較大。

自營養脫氮工藝的原理是氨氧化菌利用水中少量的溶解氧將氨氮轉化為亞硝態氮，然后厭氧氨氧化菌利用亞硝態氮和氨氮進行厭氧氨氧化反應生成氮氣將氮素從水中去除。相對于傳統的AO與AAO工藝，自營養脫氮工藝可以在同一反應器內完成，不需外加碳源，對溶解氧的需求低，從而可以大大的減小占地面積，降低運行成本。在自營養脫氮工藝中，厭氧氨氧化反應是影響反應器脫氮效能的關鍵環節，而厭氧氨氧化菌世代周期長，富集困難，這使得自營養脫氮工藝發展緩慢。

研究證明組成酶的原子在多數條件下呈現順磁特性，磁場通過對順磁原子的作用可以間接的影響酶活性；磁粉表面的鍵態、電子態與顆粒內部的鍵態和電子態不同，表面原子配位不全，會導致顆粒表面活性增加使之成為微生物代謝活動的催化劑，因此磁場可以有效提升自營養脫氮反應器內厭氧氨氧化菌的活性，有利于其快速富集。

王祥三等2000年發表于《環境科學與技術》的“磁化處理污水的生物效應試驗”一文中發現，磁場能夠促進有氧呼吸場所線粒體數目的增加，因此微生物活性也得到提升。韓慶祥等于2002年發表于《撫順石油學院學報》中的“磁場對活性污泥法處理廢水的強化作用”一文中指出，當磁場強度小于0.05T時可以刺激酶的活性提高，且廢水的處理效率也提高11％。王強在2010年哈爾濱工業大學博士學位論文《磁強化好氧反硝化菌的生物脫氮機制與效能》中指出當外加磁場強度為150mT時硝態氮的去除率提高了7.2％，且脫氫酶的活性也提高了2.38倍；當磁場強度在30～90mT之間時促進了氨氮的去除，且當磁場強度在60mT時氨氮去除效果最佳。上述結果均采用外加磁場的方式開展研究工作，但外加磁場在水中的磁場強度隨著距離磁場源的距離增加而快速衰減，很難保證反應器內磁場強度的均勻分布。

為了解決上述磁場分布不均的問題，代科林等2010發表于《資源節約與環保》的“磁效應對活性污泥法處理污水的作用機理及其應用”一文中提出向污水中投加磁粉的方式改善磁場分布。根據該文記載，當磁粉投加量由0.0g增加到1.5g時脫氫酶的活性呈提高趨勢，如果在這個基礎上再增加磁粉投加量脫氫酶的活性提高幅度反而會略有下降。

綜上所述，在反應器中施加磁場，有助于提高反應器內厭氧氨氧化菌的的活性，從而提高反應器氨氮處理效能；反應器內施加磁場源的方式有助于改善反應器內的磁場強度分布的均勻性。但在反應器內直接投加磁粉，在實際運行過程中磁粉易伴隨著反應器的排水過程而流失。

發明內容