[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

本發明屬于環境功能材料制備領域和污水生物處理技術領域，尤其是一種磁性硅藻土復合粉末載體材料的制備方法及其應用，以本發明制備的磁性硅藻土復合粉末載體材料可應用在污水處理過程中，在外加磁場作用下，對污泥選擇性分離具有顯著作用。通過本發明制備的磁性硅藻土復合粉末載體材料的方法及其應用具有以下優點：(1)本發明制備磁性硅藻土，制備方法較為溫和，成本較低，制備的粉末載體材料磁性較好；(2)加入一定量的FeCl₂·4H₂O和FeCl₃，可以使硅藻土進行酸化處理，強化硅藻土的活性位點數量；(3)本發明制備的磁性硫硅藻土復合粉末載體材料具有很豐富的空隙結構，比表面積大，具有較多的活性位點，易于微生物的附著生長。

技術領域

本發明涉及環境功能材料制備領域和污水生物處理技術領域，尤其涉及一種磁性硅藻土復合粉末載體材料的制備方法及其應用。

背景技術

我國《水十條》規定，至2020年，七大流域水質須由于III類的比例高于70％，而III類水體的氨氮與總氮濃度限值為1mg/L，一系列的規定與要求促使各種行業排放標準更加嚴格。因此，實現“清水綠岸，魚翔淺底”，是環境治理工作者的初心和使命。持續改善與穩步提高仍然是全面提升我國生態環境質量的重要環節，對于進一步改善人民生活品質、保證公眾健康具有重要意義。

為強化城鎮污水處理效率，近年來構建的懸浮生長和附著生長的顆粒污泥微生物系統開始普及，在微生物系統中投加活性炭、沸石、硅藻土等粉末載體，形成“雙泥”共生的微生物系統，很大程度上增加了生物處理單元的微生物生長量，提高污水處理的生物脫氮除磷效率。但是與傳統活性污泥相比,此類投加的粉末載體相近，假密度為1.1～1.2g/cm³，密度差異小于10％，從而使得顆粒污泥很難被重復回收利用，導致粉末載體材料的投加量持續增加，造成運行成本較高。

硅藻土是一種具有特殊結構的多孔性物質，儲量較大，分布范圍廣，具有良好的生物相容性，可以很好的促進微生物在其表面的生長。四氧化三鐵(Fe₃O₄)同樣具有優良生物相容性，通常將Fe₃O₄復合物作為生物材料使用。在污水處理過程中，硅藻土改性污水處理劑是目前較為常用的方法之一，雖然在配合工藝流程的基礎上實現了高效、穩定的出水效果，但是仍然存在這一些問題亟待解決。

發明內容

基于背景技術中提出的技術問題，本發明提出了一種磁性硅藻土復合粉末載體材料的制備方法及其應用。

本發明提出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，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；