CN111875054A - 一种沸石-磁铁矿复合材料、制备方法及其生物脱氮除磷的使用方法 - Google Patents
一种沸石-磁铁矿复合材料、制备方法及其生物脱氮除磷的使用方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种沸石‑磁铁矿复合材料、制备方法及其生物脱氮除磷的使用方法。制备方法包括以下步骤：将沸石、硫酸亚铁溶液充分搅拌混合反应；在0℃冰浴条件下，向上述混合溶液中缓慢加入过氧化氢溶液，持续搅拌，得到的铁基沸石中浸出的Fe2+与过氧化氢充分反应生成纳米四氧化三铁并沉积于所述沸石表面及内部孔道内；待反应完成后，磁分离并用乙醇清洗后真空干燥，得到沸石‑磁铁矿复合材料。本发明还提供上述沸石‑磁铁矿复合材料生物脱氮除磷的使用方法，微生物可附着于复合材料上，挂膜产生的内外膜侧氧气浓度的差异，实现硝化与反硝化同步、厌氧释磷与好氧超量吸磷同步的特性，也可进一步通过磁分离而进行回收复合材料，减少运行成本。
Description
技术领域
本发明属于环保材料及其生物废水处理技术领域，具体涉及一种沸石-磁铁矿复合材料、制备方法及其生物脱氮除磷的使用方法。
背景技术
随着我国经济建设与城镇化水平的快速发展，污水产生量及收集处理率逐年提高。自20世纪90年代以来，随着我国经济建设与城镇化水平的快速发展，污水产生量日益增大，相应的污水收集处理率也逐步提高，继而产生大量污泥。据2019年住房和城乡建设部发布的《全国城乡建设统计年鉴》及其他相关统计资料，我国现有城镇污水处理厂4119座，设计处理能力达1.82亿吨/日，全年共处理污水664.3亿吨，并且将以9.3％的年平均增长率持续增加。同时，随着人民对于环境质量要求的逐步提高，污水处理排放标准也日益提高，例如，城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)中规定：总氮和氨氮以及总磷的一级A排放标准分别为15、5以及0.5mg/L。
废水中所含的氮和磷是植物和微生物的主要营养物质，当废水排入受纳水体，使水中的氮和磷的浓度分别超过0.023mg/L和0.31mg/L时，就会引起受纳水体的富营养化，引起藻类大量繁殖，水体生态结构失衡，最终导致水体黑臭，而污水深度脱氮除磷是削减水体氮磷污染排放、抑制富营养化的重要技术途径。现有以A2/O为代表的污水生物脱氮除磷工艺难以满足日益严苛的排放要求，通过投加碳源实现脱氮除磷则又会增加处理成本、引入新的化学污染，因此，开发一种新型生物载体填料提高污水的生物脱氮除磷技术水平势在必行。
发明内容
本发明针对上述缺陷，提供一种能够通过磁吸附回收分离重复利用，作为微生物附着生长载体，大幅度提升活性污泥浓度，创造有利于同步硝化反硝化的为缺氧环境，进而大幅度提升脱氮除磷效率的沸石-磁铁矿复合材料、制备方法及其生物脱氮除磷的使用方法。
本发明提供如下技术方案：一种沸石-磁铁矿复合材料的制备方法，包括以下步骤：
1)将重量体积比为1g:(1～3)mL的沸石、硫酸亚铁溶液充分搅拌混合反应，使所述沸石上的Na+被所述硫酸亚铁溶液中的Fe2+完全取代，获得铁基沸石；
2)在0℃冰浴条件下，向所述步骤1)的混合溶液中缓慢加入1mL～3mL的过氧化氢溶液，持续搅拌，使所述步骤1)得到的铁基沸石中浸出的Fe2+与所述过氧化氢充分反应生成纳米四氧化三铁并沉积于所述沸石表面及内部孔道内；
3)待所述步骤2)反应完成后，磁分离所述步骤2)产物中的固体组分，用无水乙醇按固液比1g:(1～2)mL清洗后真空干燥，得到沸石-磁铁矿复合材料。
进一步地，所述硫酸亚铁溶液摩尔浓度为1mol/L～3mol/L，所述步骤1)中的所述沸石与所述硫酸亚铁的反应时间为2h～5h。
进一步地，所述过氧化氢溶液的质量分数浓度为15％～30％，所述步骤2)中的所述铁基沸石浸出的Fe2+与所述过氧化氢反应时间为2h～5h。
进一步地，所述步骤3)中的磁分离磁场强度为0.1T～0.3T。
进一步地，所述步骤3)中所述真空干燥的条件如下：真空度为0.01MPa，干燥温度为60℃，干燥时间为6h～8h。
进一步地，所述复合材料分布于沸石表面及内部孔道中的纳米四氧化三铁为颗粒粒径在10nm～20nm。
本发明还提供一种如上所述的沸石-磁铁矿复合材料生物脱氮除磷的使用方法，包括以下步骤：
S1：将所述沸石-磁铁矿复合材料投加于需要脱氮除磷处理的生化池中，接种具有脱磷除氮活性菌的活性污泥；
S2：控制所述生化池的溶解氧浓度在2g/L～3g/L和曝气强度在5L/(m2·s)-10L/(m2·s)，充分反应5h后，实现所述生化池内的脱氮除磷，总氮去除率达到81％～90％，总磷去除率达到90％～96.5％。
进一步地，所述活性污泥的含水率为95％以上。
进一步地，所述沸石-磁铁矿复合材料投加量与接种活性污泥干基质量的比例为1:(1～2)。
进一步地，所述沸石-磁铁矿复合材料与所述活性污泥总体积占所述生化池总体积的四分之一至三分之一。
本发明的有益效果为：
1、本申请的沸石-磁铁矿复合材料的制备方法中，硫酸亚铁作为亚铁离子的供体，过氧化氢作为反应的氧化剂，沸石可作为复合生物载体填料主体及合成模板，可以高效地维持亚铁离子在沸石上分布的均匀性，实现材料的高效合成。
2、本申请的沸石-磁铁矿复合材料所选用的原材料易得，比表面积大、生物相容性好，可形成非溶水性载体，微生物易固定于其上，纳米四氧化三铁附着的表面和内孔道的微环境可以保护所附着的微生物，避免被毒性物质所危害，进而降低微生物的硝化、反硝化、好氧及厌氧发酵过程，还可以屏蔽噬菌体、土著菌对所附着的微生物的吞噬和恶性竞争，使所接种的活性污泥中的用于脱氮除磷的活性菌在恶劣环境下也能稳定地发挥高效能，可大幅提升污水生物处理脱氮除磷效果。
3、本发明所提供的沸石-磁铁矿复合材料，可利用沸石对单位体积填料所负载的生物量的提升，利用微生物挂膜产生的内外膜侧氧气浓度的差异，实现硝化与反硝化同步、厌氧释磷与好氧超量吸磷同步的特性，同时沸石-磁铁矿复合材料上的四氧化三铁中的二价铁还可以作为反硝化脱氮过程中的电子供体，实现自养脱氮，提高载体填料的脱氮效率，省去了污水生物处理过程中的碳源投加，排出的沸石-磁铁矿复合材料也可进一步通过磁分离而进行回收，减少运行成本，维持系统内微生物的稳定，基于沸石-磁铁矿复合材料的污水脱氮除磷处理较传统污水生物处理技术具有显著优势。
4、本发明所提供的沸石-磁铁矿复合材料在接种具有用于脱磷除氮活性菌的活性污泥后，可以使具有硝化、反硝化、厌氧发酵释磷和好氧发酵吸附磷的活性菌同时挂附于具有纳米四氧化三铁颗粒的表面和内孔道的复合材料载体上，可以充分利用此结构进行水体净化，避免营养物质和溶解氧在载体中的运输堵塞问题，表层和内孔道内的微生物和污泥形成污泥、溶解氧浓度梯度分布区域，使针对不同底物和不同需氧量的微生物进行分层挂膜，形成载体微生物膜分层结构，进一步提高了沸石-磁铁矿复合材料的污水脱单除磷效率。
5、本发明提供的一种沸石-磁铁矿复合材料的制备方法中，利用具有阳离子交换性能的沸石作为生物载体的主体，通过硫酸亚铁溶液浸泡沸石，使得沸石阳离子交换点位上的钠离子全部被置换成亚铁离子，然后加入过氧化氢制备成具有磁性的沸石-磁铁矿复合材料，投加到生物曝气池中作为微生物附着生长的载体，能够大幅提升活性污泥浓度，创造有利于同步硝化反硝化的微缺氧环境，大幅提升脱氮除磷效率；同时沸石-磁铁矿复合材料具有磁回收的特性，有利于活性污泥系统的固液分离与载体的高效回收，对于实现环境友好型的高效、低耗污水处理具有重要意义，在城镇污水处理厂提标改造方面具有广阔的市场应用前景与重要的社会环境效益。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：
图1为本发明提供的沸石-磁铁矿复合材料扫描电镜图。
图2为本发明实施例4-6中分别采用实施例1-3提供的沸石-磁铁矿复合材料作为生物填料时进出水总氮TN变化情况。
图3为本发明实施例4-6中分别采用实施例1-3提供的的沸石-磁铁矿复合材料作为生物填料时进出水总磷TP变化情况。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例沸石-磁铁矿复合材料的制备方法，包括以下步骤：
1)将重量体积比为1g:1mL的沸石、硫酸亚铁溶液充分搅拌混合反应，使得沸石上的Na+被溶液中的Fe2+完全取代，所采用的硫酸亚铁溶液浓度为3mol/L，反应时间为2h，获得铁基沸石；
2)在0℃冰水混合物的冰浴条件下向步骤1)获得混合物中缓慢加入1mL过氧化氢溶液，持续搅拌上述混合体系，使铁基沸石中浸出的Fe2+与过氧化氢充分反应生成四氧化三铁并沉积于沸石表面及内部孔道内，其中，过氧化氢溶液的质量分数浓度为30％，所述铁基沸石浸出的Fe2+与过氧化氢的反应时间为2h；
3)待反应充分完成后，用0.1T的磁场强度磁分离其中的固体组分，用乙醇清洗后真空干燥即得沸石-磁铁矿复合材料，其中真空干燥的真空度为0.01MPa，干燥温度60℃，干燥时间为6h。
经上述制备方法获得的沸石-磁铁矿复合材料，为颗粒粒径约为15nm的四氧化三铁分布在沸石表面及内部孔道中。
实施例2
本实施例沸石-磁铁矿复合材料的制备方法，包括以下步骤：
1)将重量体积比为1g:3mL的阳离子交换型沸石、硫酸亚铁溶液充分搅拌混合反应，使得沸石上的Na+被溶液中的Fe2+完全取代，硫酸亚铁溶液浓度为1mol/L，反应时间为5h，获得铁基沸石；
2)在0℃冰水混合物的冰浴条件下向步骤1)得到的混合物中缓慢加入3mL过氧化氢溶液，持续搅拌上述混合体系，使铁基沸石中浸出的Fe2+与过氧化氢充分反应生成四氧化三铁并沉积于沸石表面及内部孔道内，其中，过氧化氢溶液的质量分数浓度为15％，铁基沸石浸出的Fe2+与过氧化氢的反应时间为5h；
3)待反应充分完成后，用0.3T的磁场强度磁分离其中的固体组分，用乙醇清洗后真空干燥即得沸石-磁铁矿复合材料，其中真空干燥的真空度为0.01MPa，干燥温度60℃，干燥时间为8h。
经上述制备方法获得的沸石-磁铁矿复合材料，为颗粒粒径约为20nm的四氧化三铁分布在沸石表面及内部孔道中。
实施例3
本实施例沸石-磁铁矿复合材料的制备方法，包括以下步骤：
1)将重量体积比为1g:2mL的阳离子交换型沸石、硫酸亚铁溶液充分搅拌混合反应，使得沸石上的Na+被溶液中的Fe2+完全取代，硫酸亚铁溶液浓度为2mol/L，反应时间为3.5h，获得铁基沸石；
2)在0℃冰水混合物的冰浴条件下向步骤1)得到的混合物中缓慢加入2mL过氧化氢溶液，持续搅拌上述混合体系，使铁基沸石中浸出的Fe2+与过氧化氢充分反应生成四氧化三铁并沉积于沸石表面及内部孔道内，其中，过氧化氢溶液的质量分数浓度为25％，铁基沸石浸出的Fe2+与过氧化氢的反应时间为3.5h；
3)待反应充分完成后，用0.2T的磁场强度磁分离其中的固体组分，用乙醇清洗后真空干燥即得沸石-磁铁矿复合材料，其中真空干燥的真空度为0.01MPa，干燥温度60℃，干燥时间为7h。
经上述制备方法获得的沸石-磁铁矿复合材料，为颗粒粒径约为10nm的四氧化三铁分布在沸石表面及内部孔道中。
实施例4
将实施例1中制备得到的沸石-磁铁矿复合材料接种含水率为95％的活性污泥，沸石-磁铁矿复合材料投加量与接种污泥干基质量的比例为1:1，沸石-磁铁矿复合材料与活性污泥总体积占所述生化池总体积的1/4，控制生化池的溶解氧浓度为2g/L，曝气强度在5L/(m2·s)，充分反应后5h后，如图2-3所示，污水总氮由43.5mg/L降低至7.9mg/L，总氮去除率达到81.83％，总磷由15.1mg/L降低至1mg/L，总磷去除率达到93.38％，实现生化池内的脱氮除磷。
实施例5
将实施例2中制备得到的沸石-磁铁矿复合材料接种含水率为95％活性污泥，沸石-磁铁矿复合材料投加量与接种污泥干基质量的比例为1:2，投加总体积应占曝气池总体积的1/3，控制生化池的溶解氧浓度为3g/L，曝气强度在7.5L/(m2·s)，充分反应后5h后，如图2-3所示，污水总氮由39.4mg/L降低至4.0mg/L，总氮去除率达到89.85％，总磷由8.3mg/L降低至0.8mg/L，总磷去除率达到90.36％，实现生化池内的脱氮除磷。
实施例6
将实施例3中制备得到的沸石-磁铁矿复合材料接种含水率97.5％为活性污泥，沸石-磁铁矿复合材料投加量与接种污泥干基质量的比例为1:1.5，投加总体积应占曝气池总体积的1/2，控制生化池的溶解氧浓度为2.5g/L。充分反应后5h后，如图2-3所示，污水总氮由45.8mg/L降低至6.7mg/L，总氮去除率达到85.37％，总磷由7.6mg/L降低至0.3mg/L，总磷去除率达到96.05％，实现生化池内的脱氮除磷。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (10)
1.一种沸石-磁铁矿复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将重量体积比为1g:(1～3)mL的沸石、硫酸亚铁溶液充分搅拌混合反应，使所述沸石上的Na+被所述硫酸亚铁溶液中的Fe2+完全取代，获得铁基沸石；
2)在0℃冰浴条件下，向所述步骤1)的混合溶液中缓慢加入1mL～3mL的过氧化氢溶液，持续搅拌，使所述步骤1)得到的铁基沸石中浸出的Fe2+与所述过氧化氢充分反应生成纳米四氧化三铁并沉积于所述沸石表面及内部孔道内；
3)待所述步骤2)反应完成后，磁分离所述步骤2)产物中的固体组分，用无水乙醇按固液比1g:(1～2)mL清洗后真空干燥，得到沸石-磁铁矿复合材料。
2.根据权利要求1所述的一种沸石-磁铁矿复合材料的制备方法，其特征在于，所述硫酸亚铁溶液摩尔浓度为1mol/L～3mol/L，所述步骤1)中的所述沸石与所述硫酸亚铁的反应时间为2h～5h。
3.根据权利要求1所述的一种沸石-磁铁矿复合材料的制备方法，其特征在于，所述过氧化氢溶液的质量分数浓度为15％～30％，所述步骤2)中的所述铁基沸石浸出的Fe2+与所述过氧化氢反应时间为2h～5h。
4.根据权利要求1所述的一种沸石-磁铁矿复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中的磁分离磁场强度为0.1T～0.3T。
5.根据权利要求1所述的一种沸石-磁铁矿复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中所述真空干燥的条件如下：真空度为0.01MPa，干燥温度为60℃，干燥时间为6h～8h。
6.根据权利要求1-5任一所述的一种沸石-磁铁矿复合材料，其特征在于，所述复合材料分布于沸石表面及内部孔道中的纳米四氧化三铁为颗粒粒径在10nm～20nm。
7.一种如权利要求6所述的沸石-磁铁矿复合材料生物脱氮除磷的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将所述沸石-磁铁矿复合材料投加于需要脱氮除磷处理的生化池中，接种具有脱磷除氮活性菌的活性污泥；
S2：控制所述生化池的溶解氧浓度在2g/L～3g/L和曝气强度在5L/(m2·s)-10L/(m2·s)，充分反应5h后，实现所述生化池内的脱氮除磷，总氮去除率达到81％～90％，总磷去除率达到90％～96.5％。
8.根据权利要求7所述的沸石-磁铁矿复合材料生物脱氮除磷的使用方法，其特征在于，所述活性污泥的含水率为95％以上。
9.根据权利要求7所述的沸石-磁铁矿复合材料生物脱氮除磷的使用方法，其特征在于，所述沸石-磁铁矿复合材料投加量与接种活性污泥干基质量的比例为1:(1～2)。
10.根据权利要求7所述的沸石-磁铁矿复合材料生物脱氮除磷的使用方法，其特征在于，所述沸石-磁铁矿复合材料与所述活性污泥总体积占所述生化池总体积的四分之一至三分之一。
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Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN102259974A (zh) * | 2011-05-24 | 2011-11-30 | 合肥工业大学 | 磁铁矿-沸石磁性生物载体材料、其制备方法及其应用方法 |
| CN110075845A (zh) * | 2019-04-30 | 2019-08-02 | 重庆大学 | 强化臭氧氧化有机污染物的铁基催化剂及其制备方法 |
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| CN110075845A (zh) * | 2019-04-30 | 2019-08-02 | 重庆大学 | 强化臭氧氧化有机污染物的铁基催化剂及其制备方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112811706A (zh) * | 2021-01-06 | 2021-05-18 | 北京国蓝环保科技有限公司 | 基于重介质载体的污水处理方法 |
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