[發明專利]一種磁性硅藻土復合粉末載體材料的制備方法及其應用

在審

• 申請號: 202110341837.2
• 申請日: 2021-03-30
• 公開（公告）號: CN113087135A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 易境;侯丹
• 申請（專利權）人: 湖南三友環保科技有限公司
• 主分類號: C02F3/12
• 分類號: C02F3/12;C02F3/10;C02F9/14
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理有限公司 11363
• 代理人: 逯長明;許偉群

1.一種磁性硅藻土復合粉末載體材料的制備方法，其特征在于，主要包括以下操作步驟：

步驟(1)：取0～10g的硅藻土粉體，置于250～1000mL的燒杯中，并加入10～500mL去離子水；

步驟(2)：將步驟(1)中的燒杯放置于集熱式恒溫磁力攪拌器進行攪拌處理15～150min，使其形成較為均勻的分散液；

步驟(3)：將步驟(2)中的分散液，在磁力攪拌的情況下水浴加熱2～24h，當水浴加熱溫度升至50～70℃時，投加0.5～5g的FeCl₂·4H₂O，溶液呈現出棕綠色；

步驟(4)：在磁力攪拌的情況下向步驟(3)中的溶液中逐步加入0.5～15gFeCl₃，同時將溫度升溫至75～95℃，此時溶液發黑，并持續攪拌0.5～6h；

步驟(5)：在磁力攪拌的情況下，向步驟(4)中的溶液中逐滴滴加0.1～2.5mol/L的Na₂S溶液，調節pH值為10～12；

步驟(6)：在磁力攪拌的情況下，將步驟(5)中的水浴鍋加熱溫度升溫至65～95℃，持續攪拌0.5～6h；

步驟(7)：待其冷卻至室溫后，在磁體的輔助下(也可通過自然沉降)加速固液分離，傾去上清液；

步驟(8)：將步驟(7)中分離的固體用去離子水多次清洗，直至沖洗液無色且pH值為中性，并放入冷凍干燥機中進行冷凍干燥；

步驟(9)：將步驟(8)中的樣品冷凍干燥后，獲得磁性硅藻土復合粉末載體材料，該所述磁性硅藻土復合粉末載體材料為四氧化三鐵負載到硅藻土上得到的產物。

2.根據權利要求1所述的一種磁性硅藻土復合粉末載體材料的制備方法，其特征在于，所述磁性硅藻土復合粉末載體材料尺寸較為均一，可控，易調節。

3.根據權利要求1所述的一種磁性硅藻土復合粉末載體材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(5)中以Na₂S溶液調節混合液pH值，在形成四氧化三鐵的同時合成硫化物負載物，所述四氧化三鐵的形成可以提高硅藻土的生物相容性，有利于微生物的附著生。

4.根據權利要求3所述的一種磁性硅藻土復合粉末載體材料的制備方法，其特征在于，在外加旋轉磁場的作用下，所述四氧化三鐵的負載加速了硅藻土在污水中的分離效果，磁性硅藻土復合粉末載體材料可以誘導硫自養反硝化菌的附著生長。

5.一種磁性硅藻土復合粉末載體材料的應用，其特征在于，以本制備的磁性硅藻土復合粉末載材料在強化污泥選擇性分離過程中進行應用，其主要方法包括以下步驟：

S1：污水處理工藝采用SBR的工藝，主要包括進水段、攪拌段、曝氣段、沉淀段、排水段和靜置段；

S2：除了與傳統的SBR工藝運行方式相同外，本工藝在進水段增加了磁性硅藻土復合粉末載體材料的投加單元，以及在生物處理單元后端設置磁性硅藻土復合粉末載體的回收單元；

S3：生物處理單元出水分為兩個出水渠道，一個為完全回流渠道，另一個為旋轉磁場渠道；

S4：在完全回流渠道中，所有的污泥均回流至生物處理單元；

S5：在旋轉磁場渠道中，經過磁場作用，分離后的還有磁性硅藻土復合粉末載體材料的污泥回流至完全回流渠道中；而未含有磁性硅藻土復合粉末載體材料的活性污泥則作為剩余污泥排出；

S6：生物反應單元出水端設置流量調節堰板，可控制0～100％的出水流量；

S7：旋轉磁場中采用的磁板磁場強度為0.1～1.8T，磁板長度為0.5～5m。

6.根據權利要求5所述的一種磁性硅藻土復合粉末載體材料的應用，其特征在于，所述生物處理單元后端排水設施分為兩種出水渠道。

7.根據權利要求5所述的一種磁性硅藻土復合粉末載體材料的應用，其特征在于，所述完全回流渠道將分流的出水全部回流至生物處理單元。