[发明专利]一种硫基硅藻土粉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技术领域，尤其是一种硫基硅藻土粉体材料的制备方法及其应用，通过本发明制备的硫基硅藻土粉末载体材料的方法及其所得的产品在污水处理应用中具有以下优点：(1)本发明制备硫基硅藻土，制备方法简单，成本较低，制备的粉末载体材料单质硫负载率高；(2)加入一定量的无水乙醇，可以有效增强单质硫的溶解吸附效能，同时增强了硅藻土材料的沉降性能；(3)本发明制备的硫基硅藻土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；(4)本发明制备的硫基硅藻土应用在污水处理工艺中，大幅度增加了活性污泥浓度，强化了厌氧氨氧化菌和硫自养反硝化菌协同脱氮效果。

技术领域

本发明涉及环境功能材料制备技术领域，尤其涉及一种硫基硅藻土粉体材料的制备方法及其应用。

背景技术

随着我国经济建设与城镇化水平的快速发展，污水排放量日益增大，水环境质量受到严峻挑战。水环境质量的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。

城镇污水处理厂二级处理是污水处理工艺中的主要作用单元，实现了对大部分污染物质的去除，而增加活性污泥浓度是最直接的强化生化作用的一种形式，常作为污水厂提标扩容的重点技术改造点。目前，包括MBBR、MBR、BAF等在内的多项技术虽被广泛应用于污水深度处理与现有污水处理厂的提标改造。然而，MBBR技术存在填料比表面积小、填料局部堆积混合状态差、搅拌充氧能耗高等问题，硝化-反硝化深床滤池存在过滤层易堵塞、碳源消耗量大等缺陷，而工艺运行控制复杂、投资运行费用高则限制了MBR的可持续推广应用，难以适应我国低成本、低能耗、高标准的污水处理技术要求。因此，提高现有污水处理系统处理效率、实现污水厂同步提标扩容是今后一定时期内污水处理技术的重点发展方向。同时，进一步深入研究污水生物处理系统的微生物生态系统结构、解析菌种间的耦合代谢关系、分析微生态结构对外界培养条件的变化响应机制则是持续提升污水处理技术水平的关键理论前提，也是国内外污水生物处理的前沿研究方向。

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。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，本发明提出了一种硫基硅藻土粉体材料的制备方法及其应用。

本发明提出的一种硫基硅藻土粉体材料的制备方法，主要包括以下操作步骤：

步骤(1)：取0～1g的单质硫，置于100～500mL的磨口锥形瓶中，并加入10～200mL无水乙醇；

步骤(2)：将步骤(1)中的磨口锥形瓶放置于细胞超声破碎仪中处理15～150min，使较大的单质硫颗粒破碎成均匀的细小颗粒；

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，水浴加热温度为35～70℃使单质硫颗粒完全溶解，溶液呈现出淡黄色；

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0～50g的硅藻土，并持续搅拌6～24h；

步骤(5)：在磁力搅拌的情况下，将步骤(4)中的磨口锥形瓶连接外部冷凝回收装置；

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℃，同时打开冷却循环水；

步骤(7)：向步骤(6)中磨口锥形瓶中分0～5次，依次加入5～20mL蒸馏水；

步骤(8)：将步骤(7)中的浆液缓慢注入相应的模具中，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清洗数次，获得硫基硅藻土。