CN111689574A - 一种磁性生物载体材料的制备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种磁性生物载体材料的制备，属于污水处理技术领域，具体制备方法是：取硫酸亚铁100～300份、双氧水50～200份、硅藻土10～50份充分混匀，调节pH至7～10，反应温度为30～80℃，搅拌反应时间为30～60分钟，沉淀12～24小时后再进行烘干，超细研磨制得磁性微生物载体材料。本发明的处理剂磁性微生物载体材料，环保、用于废水生化处理工艺，制备流程简单，利用磁性可以提高生化时固液分离效率，改善各种污染水源的出水水质，便于推广。

Description

一种磁性生物载体材料的制备
技术领域
本发明涉及一种磁性生物载体材料的制备，属于污水处理技术领域。
背景技术
活性污泥法是一种使用广泛的废水生物处理系统，是将含有代谢活性的微生物污泥与工业废水混合搅拌并施予曝气，降解去除有机污染物，从而有效净化废水。现有生化处理技术采用的活性污泥存在生物降解效率低、泥量高、适应性差以及菌泥膨胀等缺点。针对天然形成的污泥进行改造的方法主要是通过加入生物载体，用以支持微生物的生长增殖，同时优化吸附和沉降特性。常见的污泥载体为惰性天然或人工高分子材料，通过改性后形成结合污泥的多孔载体。它们存在可控性差、成本高以及处理效果不佳等问题。因此，研发具有吸附性强、生物相容性好积极性高的可回收再重新利用的微生物载体材料对于生物环保行业的发展具有积极意义。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种磁性生物载体材料的制备，解决现阶段污水生化处理载体所存在的问题。
为了实现上述目的，本发明的一种磁性生物载体材料的制备，采用下述步骤：
取硫酸亚铁和硅藻土加入双氧水中分散均匀，调节pH 7～10，反应温度为30～80℃，搅拌反应30～60分钟，转速为100～300rpm；获得沉淀后再进行烘干、超细研磨制得磁性生物载体材料。
优选的，所述硫酸亚铁、硅藻土、双氧水按以下重量份数：硫酸亚铁100～300份、双氧水50～200份、硅藻土10～50份；更优选的，按以下重量份数：硫酸亚铁200份、双氧水200份及硅藻土50份；优选的反应条件为：调节pH为8，反应温度50-60℃，反应时间40分钟，搅拌转速为150rpm。
优选的，所述反应结束后，过滤获得沉淀后利用磁场吸附含有磁性的固体，再进行烘干。所述磁场为普通铁氧体或钕铁硼磁铁等的磁场，当然也可以采用电磁铁，磁场强度0.1T-1.5T为佳。
进一步的，烘干后熔融混合均匀挤出切粒得到磁性生物载体母粒。
再进一步的，可将所述磁性生物载体母粒经过重压研磨式粉碎机研磨成磁性生物载体颗粒。
更进一步的，磁性生物载体颗粒粒径为0.16～0.315mm。
本发明上述所述制备可获得磁性生物载体材料。所述磁性生物载体材料可在污水生化处理中用于负载微生物而应用。
本发明所述材料是以硫酸亚铁、双氧水反应及硅藻土混合反应的磁性交联产物。通过上述所述本发明的制备方法而获得的磁性生物载体材料可用于污水生化处理以提升出水水质。本发明磁性生物载体材料的制备反应是氧化还原反应，生成物即反应产物本身(磁性纳米氧化铁)并不具有很强的吸附性，但其具有或提供磁性。制备方法中通过调节参与反应的氧化还原物的比例可控制氧化速度从而得到粒径合适的氧化铁材料，同时反应原料硅藻土也被氧化还原反应改性使得反应产物更适合用于细菌的负载。本发明制备得到的生物载体材料为具磁性的硅基生物载体材料。
采用磁性生物载体能够有效的解决现阶段污水生化处理载体所存在的问题。首先因为磁性生物载体表面粗糙、比表面积大、易挂膜、密度与污水相近等特点，可以很好的和污水流态化，同样能耗会降到很低；其次，结合铁氧体的硅藻土为形成活性污泥絮体提供骨架材料，可以用于解决丝状菌膨胀等；最后，载体具有磁性，所以可以利用其磁性进行大部分的铁氧体材料回收，脱膜后经煅烧重新利用，从而提高循环利用效率，制备的成本也相对较低，经济效益好。因此，磁性生物载体材料可提高污水生化处理效率，提升出水水质，促进生态环境保护，具有重要的现实意义。
本发明提供的制备方法所得到磁性生物载体颗粒均一，处理效果好；得到的磁性生物载体颗粒强度、密度满足挂膜需求，提高了沉降性能；同时，本发明提供制备方法简单,可控制性强，易于实现工业化生产。
通过本发明的制备方法，能够得到合适粒径的磁性生物载体，以用于克服现有生物载体在废水处理中循环回流能耗大、载体脱膜困难、操作管理复杂等缺点，从而提供一种具有磁响应性能、大比表面积，易挂膜，密度与污水相近的磁性生物载休。经本发明磁性生物载体处理后的出水水质好，同时本发明制备工艺简单可行，可实现大规模工业化，其产品可广泛用于各项污水生物处理中生化时固液分离效率，提高出水水质。
本发明制备出的载体能够提高污水处理沉降性能，具备磁性分离的微生物载体，从而提升出水水质，同时沉淀后的含铁氧体材料污泥经煅烧后还可以继续回用。
附图说明
图1为本发明的磁性生物载体材料处理效果对比图，左图为未添加磁性生物载体材料的水样(水质乳白浑浊)，右图为添加了磁性生物载体材料10min后的水样处理效果(水质透明近无色)。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面对本发明进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术术语和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同，本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
一种磁性生物载体材料的制备方法，所需的原材料包括硫酸亚铁、双氧水、硅藻土，将各原材料混合后进行搅拌反应，获得沉淀后烘干、超细研磨制得磁性生物载体材料。
实施例1：
将硫酸亚铁、双氧水、硅藻土等混合，采用搅拌机充分混合均匀以后，调节pH为8，反应温度50-52℃，过滤获得沉淀后利用磁场吸附含有磁性的固体，再进行烘干，烘干后，高温熔融状态混合均匀。然后挤出切粒得到磁性生物载体母粒。母粒经过重压研磨式粉碎机研磨后成粒径为0.2-0.3mm的磁性生物载体均匀颗粒。对生活污水(采自浙江省丽水市中岸生活污水处理厂)的处理：在水力停留时间为3h，曝气量100L/h，菌种(枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis，CGMCC No.3755)接种量1/1000-1/1000的处理池中加入本发明的磁性生物载体，添加量为13g/L，保持池水流动24小时后再次检测出水COD，分别计算出磁性载体在悬浮生物膜反应器中添加前后出水COD去除率分别为76.3％和96.3％。
实施例2：
将硫酸亚铁、双氧水、硅藻土等混合，采用搅拌机充分混合均匀以后，调节pH至7.5，反应温度58～60℃，过滤获得沉淀后利用磁场吸附含有磁性的固体，再进行烘干，烘干后，高温熔融状态混合均匀。然后挤出切粒得到磁性生物载体母粒。母粒经过重压研磨式粉碎机研磨后成粒径为0.18～0.25mm的磁性生物载体均匀颗粒。生活污水(采自浙江省丽水市中岸生活污水处理厂)的处理：在水力停留时间为3h，曝气量100L/h，菌种(枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis，CGMCC No.3755)接种量1/1000-1/1000的处理池中加入本发明的磁性生物载体，添加量为13g/L，保持池水流动24小时后再次检测出水COD，分别计算出磁性载体在悬浮生物膜反应器中添加前后出水COD去除率分别为73.8％和94.8％。
实施例3：
将硫酸亚铁、双氧水、硅藻土等混合，采用搅拌机充分混合均匀以后，调节pH为8～9，反应温度52～55℃，过滤获得沉淀后利用磁场吸附含有磁性的固体，再进行烘干，烘干后，高温熔融状态混合均匀。然后挤出切粒得到磁性生物载体母粒。母粒经过重压研磨式粉碎机研磨后成粒径为0.22～0.28mm的磁性生物载体均匀颗粒。生活污水(采自浙江省丽水市中岸生活污水处理厂)的处理：在水力停留时间为3h，曝气量100L/h，菌种(枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis，CGMCC No.3755)接种量1/1000-1/1000的处理池中加入本发明的磁性生物载体，添加量为13g/L，保持池水流动24小时后再次检测出水COD，分别计算出磁性载体悬浮生物膜反应器添加前后出水COD去除率分别为78.3％和95.6％。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种磁性生物载体材料的制备，其特征在于，采用下述步骤：
取硫酸亚铁和硅藻土，加入双氧水中分散均匀，调节pH7～10，反应温度为30～80℃，搅拌反应30～60分钟；反应结束后，过滤获得沉淀，利用磁场吸附含有磁性的固体，再进行烘干、超细研磨制得磁性生物载体材料。
2.如权利要求1所述的一种磁性生物载体材料的制备，其特征在于，所述硫酸亚铁、硅藻土、双氧水按以下重量份数：硫酸亚铁100～300份、双氧水50～200份、硅藻土10～50份。
3.如权利要求1或2所述的一种磁性生物载体材料的制备，其特征在于，硫酸亚铁、硅藻土、双氧水按以下重量份数：硫酸亚铁200份、双氧水200份及硅藻土50份；反应条件为：调节pH为8，反应温度50-60℃，反应时间40分钟，搅拌转速为150rpm。
4.如权利要求1所述的一种磁性生物载体材料的制备，其特征在于，所述反应结束后，过滤获得沉淀后利用磁场吸附含有磁性的固体，再进行烘干。
5.如权利要求4所述的一种磁性生物载体材料的制备，其特征在于，烘干后，熔融混合均匀，挤出切粒得到磁性生物载体母粒。
6.如权利要求5所述的一种磁性生物载体材料的制备，其特征在于，将所述磁性生物载体母粒经过重压研磨式粉碎机研磨成磁性生物载体颗粒。
7.如权利要求6所述的一种磁性生物载体材料的制备，其特征在于，磁性生物载体颗粒粒径为0.16～0.315mm。
8.由权利要求1-7任一项所述制备获得的磁性生物载体材料。
9.权利要求8所述磁性生物载体材料在污水生化处理中的应用。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112604667A (zh) * 2020-11-25 2021-04-06 南京乐透思环保科技有限公司 泥水同治型底泥修复材料及其制备方法和应用
CN113087135A (zh) * 2021-03-30 2021-07-09 湖南三友环保科技有限公司 一种磁性硅藻土复合粉末载体材料的制备方法及其应用

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1990011970A1 (en) * 1989-04-10 1990-10-18 Allied-Signal Inc. Process for removal of organic pollutants from waste water
CN1522972A (zh) * 2003-09-03 2004-08-25 华南理工大学 水处理用生物亲和亲水活性磁种填料的制备方法
CN101279792A (zh) * 2008-03-28 2008-10-08 北京科技大学 一种用于处理污水的磁性生物载体的成型方法
CN101654284A (zh) * 2009-09-04 2010-02-24 上海交通大学 磁性四氧化三铁纳米晶体的制备方法
CN102060381A (zh) * 2010-11-19 2011-05-18 杭州朗境环保科技有限公司 一种生物填料包及其在污水处理中的应用
CN102583703A (zh) * 2012-01-18 2012-07-18 湘潭大学 生物质废料制备磁性微生物载体及其应用
EP2546199A1 (en) * 2011-07-14 2013-01-16 Université Catholique De Louvain Solid iron oxide support for isolation of microorganisms
CN103351062A (zh) * 2013-07-08 2013-10-16 华侨大学 一种磁性微生物载体及其制备方法
CN105481107A (zh) * 2016-01-27 2016-04-13 苏州科环环保科技有限公司 用于废水处理的亲水型生物载体
CN109665566A (zh) * 2019-01-23 2019-04-23 深圳市长隆科技有限公司 一种磁性纳米四氧化三铁的制备方法与污水处理方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1990011970A1 (en) * 1989-04-10 1990-10-18 Allied-Signal Inc. Process for removal of organic pollutants from waste water
CN1522972A (zh) * 2003-09-03 2004-08-25 华南理工大学 水处理用生物亲和亲水活性磁种填料的制备方法
CN101279792A (zh) * 2008-03-28 2008-10-08 北京科技大学 一种用于处理污水的磁性生物载体的成型方法
CN101654284A (zh) * 2009-09-04 2010-02-24 上海交通大学 磁性四氧化三铁纳米晶体的制备方法
CN102060381A (zh) * 2010-11-19 2011-05-18 杭州朗境环保科技有限公司 一种生物填料包及其在污水处理中的应用
EP2546199A1 (en) * 2011-07-14 2013-01-16 Université Catholique De Louvain Solid iron oxide support for isolation of microorganisms
CN102583703A (zh) * 2012-01-18 2012-07-18 湘潭大学 生物质废料制备磁性微生物载体及其应用
CN103351062A (zh) * 2013-07-08 2013-10-16 华侨大学 一种磁性微生物载体及其制备方法
CN105481107A (zh) * 2016-01-27 2016-04-13 苏州科环环保科技有限公司 用于废水处理的亲水型生物载体
CN109665566A (zh) * 2019-01-23 2019-04-23 深圳市长隆科技有限公司 一种磁性纳米四氧化三铁的制备方法与污水处理方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DOUSTKHAH, E ET AL.: ""Design of chitosan-dithiocarbamate magnetically separable catalytic nanocomposites for greener aqueous oxidations at room temperature"", 《MOLECULAR CATALYSIS 》 *
刘全民等: ""超细四氧化三铁氧化合成与磁性能研究"", 《有色金属(冶炼部分)》 *
郭敏晓: ""粉末化生物载体强化A/O工艺处理效果的试验研究"", 《中国资源综合利用》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112604667A (zh) * 2020-11-25 2021-04-06 南京乐透思环保科技有限公司 泥水同治型底泥修复材料及其制备方法和应用
CN113087135A (zh) * 2021-03-30 2021-07-09 湖南三友环保科技有限公司 一种磁性硅藻土复合粉末载体材料的制备方法及其应用

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