[发明专利]一种磁性硅藻土复合粉末载体材料的制备方法及其应用

权利要求书

1.一种磁性硅藻土复合粉末载体材料的制备方法，其特征在于，主要包括以下操作步骤：

步骤(1)：取0～10g的硅藻土粉体，置于250～1000mL的烧杯中，并加入10～500mL去离子水；

步骤(2)：将步骤(1)中的烧杯放置于集热式恒温磁力搅拌器进行搅拌处理15～150min，使其形成较为均匀的分散液；

步骤(3)：将步骤(2)中的分散液，在磁力搅拌的情况下水浴加热2～24h，当水浴加热温度升至50～70℃时，投加0.5～5g的FeCl₂·4H₂O，溶液呈现出棕绿色；

步骤(4)：在磁力搅拌的情况下向步骤(3)中的溶液中逐步加入0.5～15gFeCl₃，同时将温度升温至75～95℃，此时溶液发黑，并持续搅拌0.5～6h；

步骤(5)：在磁力搅拌的情况下，向步骤(4)中的溶液中逐滴滴加0.1～2.5mol/L的Na₂S溶液，调节pH值为10～12；

步骤(6)：在磁力搅拌的情况下，将步骤(5)中的水浴锅加热温度升温至65～95℃，持续搅拌0.5～6h；

步骤(7)：待其冷却至室温后，在磁体的辅助下(也可通过自然沉降)加速固液分离，倾去上清液；

步骤(8)：将步骤(7)中分离的固体用去离子水多次清洗，直至冲洗液无色且pH值为中性，并放入冷冻干燥机中进行冷冻干燥；

步骤(9)：将步骤(8)中的样品冷冻干燥后，获得磁性硅藻土复合粉末载体材料，该所述磁性硅藻土复合粉末载体材料为四氧化三铁负载到硅藻土上得到的产物。

2.根据权利要求1所述的一种磁性硅藻土复合粉末载体材料的制备方法，其特征在于，所述磁性硅藻土复合粉末载体材料尺寸较为均一，可控，易调节。

3.根据权利要求1所述的一种磁性硅藻土复合粉末载体材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中以Na₂S溶液调节混合液pH值，在形成四氧化三铁的同时合成硫化物负载物，所述四氧化三铁的形成可以提高硅藻土的生物相容性，有利于微生物的附着生。

4.根据权利要求3所述的一种磁性硅藻土复合粉末载体材料的制备方法，其特征在于，在外加旋转磁场的作用下，所述四氧化三铁的负载加速了硅藻土在污水中的分离效果，磁性硅藻土复合粉末载体材料可以诱导硫自养反硝化菌的附着生长。

5.一种磁性硅藻土复合粉末载体材料的应用，其特征在于，以本制备的磁性硅藻土复合粉末载材料在强化污泥选择性分离过程中进行应用，其主要方法包括以下步骤：

S1：污水处理工艺采用SBR的工艺，主要包括进水段、搅拌段、曝气段、沉淀段、排水段和静置段；

S2：除了与传统的SBR工艺运行方式相同外，本工艺在进水段增加了磁性硅藻土复合粉末载体材料的投加单元，以及在生物处理单元后端设置磁性硅藻土复合粉末载体的回收单元；

S3：生物处理单元出水分为两个出水渠道，一个为完全回流渠道，另一个为旋转磁场渠道；

S4：在完全回流渠道中，所有的污泥均回流至生物处理单元；

S5：在旋转磁场渠道中，经过磁场作用，分离后的还有磁性硅藻土复合粉末载体材料的污泥回流至完全回流渠道中；而未含有磁性硅藻土复合粉末载体材料的活性污泥则作为剩余污泥排出；

S6：生物反应单元出水端设置流量调节堰板，可控制0～100％的出水流量；

S7：旋转磁场中采用的磁板磁场强度为0.1～1.8T，磁板长度为0.5～5m。

6.根据权利要求5所述的一种磁性硅藻土复合粉末载体材料的应用，其特征在于，所述生物处理单元后端排水设施分为两种出水渠道。

7.根据权利要求5所述的一种磁性硅藻土复合粉末载体材料的应用，其特征在于，所述完全回流渠道将分流的出水全部回流至生物处理单元。