[发明专利]复合材料及其制备方法、电解池和应用

说明书

本发明涉及一种复合材料及其制备方法、电解池和应用。所述复合材料包括：多孔载体，所述多孔载体包含海绵铁和还原铁粉中的至少一种；微生物，负载于所述多孔载体的表面上和/或所述多孔载体的孔道内，所述微生物在厌氧条件或缺氧条件下对废水中的含氧酸根进行还原。本发明提供的复合材料将微生物负载于多孔载体的表面上和/或多孔载体的孔道内，进而可以提高对含铀废水的处理效果，从而去除铀及其它重金属离子和含氧酸根。

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种复合材料及其制备方法、电解池和应用。

背景技术

随着全球工业的快速发展，其工业用电量也快速增长，传统的化石能源(例如石油、煤炭等)提供的发电量已无法满足工业快速发展的需求，急需一种新能源来取代化石能源满足工业发展的需求。

目前，市场上可用的新能源主要包括水电、风电和太阳能等可再生能源以及核电等新能源。其中，核电已成为电力机构的重要支柱，所谓的核电就是通过将核燃料发生聚变或裂变释放的能量转变成电能。而核电中采用的核燃料主要为铀，铀在开采、冶炼及核反应堆运行过程中会产生含铀废水，该废水会对生态环境和人类健康带来极大的危害。

为解决上述问题，中国专利申请号为CN201610325364.6、发明名称为用于酸性含铀废水处理的升流式厌氧生物滤池中记载，该生物滤池中设置的过滤层，其包括纳米零价铁和结合于纳米零价铁之上的硫酸盐还原菌(SRB)，从而使该过滤层具有较强的吸附、还原性能，将六价铀吸附固定或还原成四价铀，形成沉淀，达到去除铀的效果。

然而，当废水以一定流速经过上述过滤层时，会使SRB从纳米零价铁上脱落，从而导致处理效果下降。

发明内容

针对上述现有技术的技术问题，本发明提供了一种复合材料，该复合材料将微生物负载于多孔载体的表面上和/或多孔载体的孔道内，进而可以提高对含铀废水的处理效果，从而去除铀及其它重金属离子和含氧酸根。

本发明另一方面还提供了一种上述复合材料的制备方法，该方法的制备过程简单，可以快速生产大量的复合材料用于处理含铀废水。

本发明另一方面还提供了一种电解池，该电解池的阳极通过上述复合材料构成，因此，该电解池能够提高对含铀废水的处理效果，将废水中的铀及其它金属离子和含氧酸根去除掉。

本发明另一方面还提供了一种含铀废水的处理方法，该方法采用了上述电解池，可以提高处理效率。此外，该电解池可以重复利用，进而降低运行成本。

本发明首先提供的复合材料，包括：

多孔载体，所述多孔载体包含海绵铁和还原铁粉中的至少一种；

微生物，负载于所述多孔载体的表面上和/或所述多孔载体的孔道内，且所述微生物在厌氧条件或缺氧条件下对废水中的含氧酸根进行还原。

在一些实施方案中，所述微生物包含硫酸盐还原菌和反硝化菌。

在一些实施方案中，所述微生物含有硫酸盐还原菌时，所述硫酸盐还原菌选自脱硫弧菌属、脱硫肠状菌属、脱硫单胞菌属、热脱硫杆菌属、脱硫叶菌属、脱硫菌属、脱硫球菌属、脱硫线菌属、脱硫八叠球菌属和脱硫杆菌属中的至少一种。

在一些实施方案中，所述多孔载体的孔隙率为75％-90％。

在一些实施方案中，所述多孔载体含有还原铁粉时，所述还原铁粉的粒径为50-120μm。

在一些实施方案中，单位质量的所述多孔载体负载的微生物量为60-100mg/g。

在一些实施方案中，所述多孔载体含有海绵铁时，所述海绵铁的比表面积为55-80m²/g。

本发明提供的上述任一项实施方案中所述复合材料的制备方法，包括如下步骤：