一种生物质炭基磁性活性污泥的制备及其在含铀废水处理中的应用制造技术

本发明专利技术涉及一种生物质炭基磁性活性污泥的制备方法及其在含铀废水处理中的应用。本发明专利技术方法以廉价的自然资源生物质、啤酒酵母废弃菌丝体、污水处理厂的活性污泥、淀粉为主要原料，得到一种孔隙率高、比表面积大、宏观缺陷少且结构稳定的生物质炭基磁性污泥，并将其应用于去除低浓度含铀废水中的铀。对环境无毒无污染，实现了自然资源的再生利用和资源化。同时，本发明专利技术所采取的方法简单、反应条件温和，所得的生物质炭基磁性活性污泥能使浓度为0.45~0.50 mg/L的低浓度含铀废水中的铀降低至国家排放标准0.05 mg/L以下，适合于铀矿山、铀水冶厂产生的含铀废水以及铀矿石和铀尾矿库浸出液等各种低浓度铀污染水体的环境修复。

Preparation of a kind of biomass carbon based magnetic activated sludge and its application in the treatment of uranium containing wastewater

The invention relates to a preparation method of a biomass carbon based magnetic activated sludge and its application in the treatment of uranium containing wastewater. The method of the invention is based on natural resources and cheap beer waste yeast biomass mycelium, activated sludge, sewage treatment plant starch as the main raw material, a high porosity, large surface area, stable structure and macro defect less biomass carbon based magnetic sludge, and its application in the removal of low concentration uranium from wastewater uranium. It is non-toxic and pollution-free to the environment, and has realized the recycling and utilization of natural resources. At the same time, the method adopted by the invention is simple, mild reaction conditions, the biomass carbon based magnetic activated sludge can make the concentration of 0.45~0.50 mg/L low concentration of uranium in uranium containing wastewater is reduced to the national emission standard 0.05 below mg/L, suitable for environmental remediation of uranium mine, uranium plant to produce uranium wastewater etc. and the uranium ore and the uranium tailings leaching solution containing low concentration of uranium in water pollution.

【技术实现步骤摘要】
一种生物质炭基磁性活性污泥的制备及其在含铀废水处理中的应用
本专利技术属于资源利用与环境保护领域，特别涉及一种生物质炭基磁性活性污泥的制备方法及其在含铀废水处理中的应用。
技术介绍
活性污泥处理废水法是1912年由英国科学家Clark和Gage联合研究专利技术的，具体是一种利用人工驯化培养的微生物群体在人工强化的环境中呈悬浮状态生长后，分泌出能够氧化废水中可生物降解的有机物质，从而达到废水净化的目的。它不仅可以从废水中去除溶解性的或者胶体状的生化有机物以及能够被活性污泥吸附的悬浮固体及其他一些有毒有害物质，同时也可以去除一部分含磷和氮等富营养物质。目前，活性污泥法及其衍生的各种改良工艺已经成为处理废水最为广泛的方法。但是，随着活性污泥处理废水技术在实际工程中的大量应用，人们也发现其存在一些缺陷，如传统的活性污泥法往往工程基建费、日常运行费高，能耗大，在废水处理过程中易出现污泥膨胀而活性失效等，以及废水处理工艺设备不能满足高效低耗的要求。同时，废水处理会有大量的污泥产生，需要二次无害化处理，从而增加了投资成本。随着我国环保制度的逐渐完善，废水的排放标准也在不断严格，以传统的活性污泥法为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物质炭基磁性活性污泥的制备方法，其特征在于，首先将稻壳、花生壳和锯木屑其中一种生物质为基底，加入铁源和碳源，采用共沉淀法生成生物质炭基磁性纳米Fe3O4，再使用啤酒酵母菌、淀粉和活性剂对活性污泥进行功能性发泡活化，随后与生物质炭基磁性纳米Fe3O4进行磁性接合，得到一种以生物质炭为基底，磁性纳米Fe3O4为核，功能性活化后的活性污泥为壳的新型功能吸附材料，具体步骤如下：(1)生物质炭的制备将稻壳、花生壳和锯木屑其中一种自然生物质经粉碎机粉碎后，受热分解后，恒温静置、冷却，研磨，得到粉末状的生物质炭；(2)生物质炭基磁性纳米Fe3O4的制备加入铁源和碳源，采用共沉淀法生成生物质炭基磁性纳米...

【技术特征摘要】
1.一种生物质炭基磁性活性污泥的制备方法，其特征在于，首先将稻壳、花生壳和锯木屑其中一种生物质为基底，加入铁源和碳源，采用共沉淀法生成生物质炭基磁性纳米Fe3O4，再使用啤酒酵母菌、淀粉和活性剂对活性污泥进行功能性发泡活化，随后与生物质炭基磁性纳米Fe3O4进行磁性接合，得到一种以生物质炭为基底，磁性纳米Fe3O4为核，功能性活化后的活性污泥为壳的新型功能吸附材料，具体步骤如下：(1)生物质炭的制备将稻壳、花生壳和锯木屑其中一种自然生物质经粉碎机粉碎后，受热分解后，恒温静置、冷却，研磨，得到粉末状的生物质炭；(2)生物质炭基磁性纳米Fe3O4的制备加入铁源和碳源，采用共沉淀法生成生物质炭基磁性纳米Fe3O4；(3)活性污泥的预处理及其功能性活化使用啤酒酵母菌、淀粉和活性剂对活性污泥进行功能性发泡活化，得到功能性活性污泥粉；(4)生物质炭基磁性活性污泥的制备将功能性活性污泥与生物质炭基磁性纳米Fe3O4进行磁性接合，得到一种生物质炭为基底，磁性纳米Fe3O4为核，功能性活化后的活性污泥为壳的吸附材料。2.根据权利要求1所述的一种生物质炭基磁性活性污泥的制备方法，其特征在于，所述的步骤(1)中受热分解温度是350～450℃。3.根据权利要求1所述的一种生物质炭基磁性活性污泥的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)具体为：分别称取一定质量的FeSO4·7H2O和FeCl3·6H2O，且按照Fe2+与Fe3+的一定摩尔比，置于装有150mL去离子水的500mL三口烧杯中，再加入一定质量的糖类物质，之后置于50℃恒温水浴箱中磁力搅拌30min，形成混合均匀的铁离子溶液，然后往铁离子溶液中加入一定质量的生物质炭，常温下继续磁力搅拌20min，并逐滴加入质量浓度为25％的氨水作为沉淀剂，调至溶液的pH值为10，并快速搅拌开始产生黑色沉淀，然后将三口烧杯置于80℃恒温水浴箱中加热熟化45min，且在熟化的过程中铁离子在碱性条件下得到纳米Fe3O4，并附着在生物质炭基上结晶成核生成Fe3O4粒子，使用Nd-Fe-B永久性磁铁收集Fe3O4粒子，并弃掉剩余液，再分别使用质量浓度为25％的氨水洗涤2次，去离子水洗涤3次后，将Fe3O4粒子置于80℃恒温干燥箱中烘干至恒重，即生成生物质炭基磁性纳米Fe3O4；所述FeSO4·7H2O的质量是1.495～1.5g；FeCl3·6H2O的质量是1.45～2.9g；Fe2+与Fe3+的摩尔比是1:1～2；糖类物质的质量是1～2g；生物质炭的质量是5～6g，所述糖类物质是蔗糖、葡萄糖、麦芽糖中的任意一种。4.根据权利要求1所述的一种生物质炭基磁性活性污泥的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)具体为：首先对活性污泥进行煮沸处理，过滤、风干后，破碎研磨成干污泥粉，对啤酒酵母废弃菌丝体进行筛分，高温灭菌后，反复研磨，得到所需的啤酒酵母菌粉，称取一定质量的啤酒酵母菌粉...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭国文，肖方竹，符建文，石志科，余丽梅，蒲移秋，
申请(专利权)人：南华大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43