[发明专利]一种纳米磁粉-铁粉/氧化石墨烯复合载体强化生化处理工业废水的方法

摘要

本发明公开一种纳米磁粉‑铁粉/氧化石墨烯复合载体强化生化处理工业废水的方法。氧化石墨烯、纳米磁粉和纳米铁粉按质量比1：15：5~1：30：10混合，充N2保护，置于50‑200℃油浴剧烈搅拌2‑4小时，超声分散20‑60min，80‑120℃真空干燥，获得纳米磁粉‑铁粉/氧化石墨烯复合载体。将复合载体与污泥比按0.005‑0.02直接投加到处理工业废水的好氧生化系统或按0.02‑0.05投加到水解酸化或沼气发酵系统中使用。本发明效果和益处是复合载体具有协同效应，促进微生物生长代谢和能量生成，消除纳米级材料对微生物生长代谢的抑制，有效提高处理效率，缩短处理时间；复合载体可回收，节约成本。

主权项

一种纳米磁粉‑铁粉/氧化石墨烯复合载体强化生化处理工业废水的方法，包括以下步骤：步骤1：纳米磁粉‑铁粉/氧化石墨烯复合载体的制备氧化石墨烯与粒度为80‑100nm的磁粉及粒度为50‑100nm的铁粉按质量比1:15:5～1:30:10混合，添加到烧杯中，按照石墨烯与去离子水的的质量比为1：1000加入去离子水，将烧杯置于50‑200℃的油浴剧烈搅拌2‑4小时，再在室温下超声分散20‑60min，最后在真空干燥箱中加热烘干，干燥温度设置在80‑120℃之间，获得粒度为0.3‑0.6um的纳米磁粉‑铁粉/氧化石墨烯复合载体。步骤2：污泥系统的运行工业废水处理的好氧污泥系统，进水COD_Cr浓度为500‑1500mg/L，按照BOD₅：N：P＝100:5:1投加(NH₄)₂SO₄和Na₂HPO₄、KH₂PO₄，并加入微量MgSO₄和CaCl₂。pH控制在6.5‑8.5，溶解氧浓度控制在2‑4mg/L，温度控制在10‑30℃。MLSS(污泥混合液)为3‑5g/L，水力学停留时间为4‑6小时。工业废水处理的水解酸化系统：进水COD_Cr浓度为1500‑6000mg/L，按照BOD₅：N：P＝200:5:1投加(NH₄)₂SO₄和Na₂HPO₄、KH₂PO₄，并加入微量MgSO₄和CaCl₂。pH控制在6‑7，溶解氧浓度控制在0.2‑0.5mg/L，温度控制在10‑30℃。MLSS(污泥混合液)为4‑8g/L，水力学停留时间为6‑10小时。工业废水处理的沼气发酵系统：进水COD_Cr浓度为3000‑10000mg/L，按照BOD₅：N：P＝200:5:1投加(NH₄)₂SO₄和Na₂HPO₄、KH₂PO₄，并加入微量MgSO₄和CaCl₂，按照1mL/L废水投加微量元素溶液(其组成为：FeCl₃·6H₂O 1.5g·L^‑1，H₃BO₃ 0.15g·L^‑1，CuSO₄·5H₂O 0.03g·L^‑1，KI 0.03g·L^‑1，MnSO₄·H₂O 0.10g·L^‑1，(NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O 0.065g·L^‑1，ZnCl₂ 0.057g·L^‑1，CoCl₂·6H₂O 0.15g·L^‑1，Ni(NO₃)₂ 0.15g·L^‑1)。pH控制在6.7‑7.5，溶解氧浓度控制在0.2mg/L以下，温度控制在35‑40℃。MLSS(污泥混合液)为6‑10g/L，水力学停留时间为6‑12小时。步骤3：纳米磁粉‑铁粉/氧化石墨烯复合载体强化生化处理工业废水将步骤1制备的纳米磁粉‑铁粉/氧化石墨烯复合载体投加到步骤2中处理工业废水的好氧污泥系统，控制纳米磁粉‑铁粉/氧化石墨烯复合载体与污泥质量比为0.005‑0.02，当MLSS大于5g/L时，排泥，剩余污泥经磁回收装置回收纳米磁粉‑铁粉/氧化石墨烯复合载体，回用到好氧污泥系统中，并补充纳米磁粉‑铁粉/氧化石墨烯复合载体使纳米磁粉‑铁粉/氧化石墨烯复合载体与污泥质量比为0.005‑0.02。或者将步骤1制备的纳米磁粉‑铁粉/氧化石墨烯复合载体投加到步骤2中处理工业废水的水解酸化系统，控制纳米磁粉‑铁粉/氧化石墨烯复合载体与污泥质量比为0.02‑0.05，当MLSS大于8g/L时，排泥，剩余污泥经磁回收装置回收纳米磁粉‑铁粉/氧化石墨烯复合载体，回用到水解酸化系统中，并补充纳米磁粉‑铁粉/氧化石墨烯复合载体使纳米磁粉‑铁粉/氧化石墨烯复合载体与污泥质量比为0.02‑0.05。或者将步骤1制备的纳米磁粉‑铁粉/氧化石墨烯复合载体投加到步骤2中处理工业废水的厌氧沼气发酵系统，控制纳米磁粉‑铁粉/氧化石墨烯复合载体与污泥质量比为0.02‑0.05，当MLSS大于10g/L时，排泥，剩余污泥经磁回收装置回收纳米磁粉‑铁粉/氧化石墨烯复合载体，回用到沼气发酵系统中，并补充纳米磁粉‑铁粉/氧化石墨烯复合载体使纳米磁粉‑铁粉/氧化石墨烯复合载体与污泥质量比为0.02‑0.05。