[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

说明书

本发明属于环境功能材料制备领域和污水生物处理技术领域，尤其是一种磁性硅藻土复合粉末载体材料的制备方法及其应用，以本发明制备的磁性硅藻土复合粉末载体材料可应用在污水处理过程中，在外加磁场作用下，对污泥选择性分离具有显著作用。通过本发明制备的磁性硅藻土复合粉末载体材料的方法及其应用具有以下优点：(1)本发明制备磁性硅藻土，制备方法较为温和，成本较低，制备的粉末载体材料磁性较好；(2)加入一定量的FeCl₂·4H₂O和FeCl₃，可以使硅藻土进行酸化处理，强化硅藻土的活性位点数量；(3)本发明制备的磁性硫硅藻土复合粉末载体材料具有很丰富的空隙结构，比表面积大，具有较多的活性位点，易于微生物的附着生长。

技术领域

本发明涉及环境功能材料制备领域和污水生物处理技术领域，尤其涉及一种磁性硅藻土复合粉末载体材料的制备方法及其应用。

背景技术

我国《水十条》规定，至2020年，七大流域水质须由于III类的比例高于70％，而III类水体的氨氮与总氮浓度限值为1mg/L，一系列的规定与要求促使各种行业排放标准更加严格。因此，实现“清水绿岸，鱼翔浅底”，是环境治理工作者的初心和使命。持续改善与稳步提高仍然是全面提升我国生态环境质量的重要环节，对于进一步改善人民生活品质、保证公众健康具有重要意义。

为强化城镇污水处理效率，近年来构建的悬浮生长和附着生长的颗粒污泥微生物系统开始普及，在微生物系统中投加活性炭、沸石、硅藻土等粉末载体，形成“双泥”共生的微生物系统，很大程度上增加了生物处理单元的微生物生长量，提高污水处理的生物脱氮除磷效率。但是与传统活性污泥相比,此类投加的粉末载体相近，假密度为1.1～1.2g/cm³，密度差异小于10％，从而使得颗粒污泥很难被重复回收利用，导致粉末载体材料的投加量持续增加，造成运行成本较高。

硅藻土是一种具有特殊结构的多孔性物质，储量较大，分布范围广，具有良好的生物相容性，可以很好的促进微生物在其表面的生长。四氧化三铁(Fe₃O₄)同样具有优良生物相容性，通常将Fe₃O₄复合物作为生物材料使用。在污水处理过程中，硅藻土改性污水处理剂是目前较为常用的方法之一，虽然在配合工艺流程的基础上实现了高效、稳定的出水效果，但是仍然存在这一些问题亟待解决。

发明内容

基于背景技术中提出的技术问题，本发明提出了一种磁性硅藻土复合粉末载体材料的制备方法及其应用。

本发明提出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，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；