[发明专利]一种蒙脱石-硫铁矿复合生物载体材料及其制备方法和应用方法

权利要求书

1.一种蒙脱石-硫铁矿复合生物载体材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将硫铁矿于氧气气氛中焙烧，向得到的烧灼物中加入浓硫酸溶解，再加入硫铁矿粉末和颗粒粒径为0.08mm～0.11mm的钠型蒙脱石，所述硫铁矿、所述硫铁矿粉末和所述钠型蒙脱石的质量比为(1～2):0.5:(2～4)；

S2：持续以720s^-1的搅拌速度梯度搅拌所述S1步骤得到的混合物，使得所述钠型蒙脱石上的Na⁺被溶液中的Fe²⁺离子完全取代，固液分离后加入与蒙脱石体积质量比为20:1的硫化钠溶液，所述硫化钠溶液浓度为0.05mol/L，油浴加热并继续搅拌反应，所述搅拌速度梯度为600s^-1-720s^-1，在蒙脱石上生成纳米硫化亚铁颗粒，所述纳米硫化亚铁颗粒均匀沉积于所述钠型蒙脱石的表面和孔道中；

S3：采用磁铁分离所述S2步骤得到的混合物中的固液，将得到的黑色固体用无水乙醇洗涤3次后，置于真空度为0.01Mpa的真空干燥箱中于60℃烘干6h～8h，得到能够实现自养脱氮，提高载体填料的在污水处理中脱氮除磷总效率的所述蒙脱石-硫铁矿复合生物载体材料。

2.根据权利要求1所述的一种蒙脱石-硫铁矿复合生物载体材料的制备方法，其特征在于，所述S1步骤中氧气气氛中的焙烧温度为630℃，氧分压为3.04kPa。

3.根据权利要求1所述的一种蒙脱石-硫铁矿复合生物载体材料的制备方法，其特征在于，所述S1步骤中所述浓硫酸的投加量为与所述硫铁矿的体积质量比为20:1，所述浓硫酸的浓度为18.4mol/L。

4.根据权利要求1所述的一种蒙脱石-硫铁矿复合生物载体材料的制备方法，其特征在于，所述S2步骤中所述钠型蒙脱石吸附的亚铁离子与所述硫化钠的反应时间为2h～4h，所述油浴反应搅拌速度梯度为650s^-1，所述油浴反应的温度为100℃。

5.根据权利要求1所述的一种蒙脱石-硫铁矿复合生物载体材料的制备方法，其特征在于，所述S3步骤中所采用的磁铁为4000Gs的Nd-Fe-B磁铁。

6.根据权利要求1-5任一所述的制备方法制备得到的蒙脱石-硫铁矿复合生物载体材料，其特征在于，所述均匀沉积于所述钠型蒙脱石的表面和孔道中的纳米硫化亚铁颗粒粒径为1nm～10nm。

7.一种利用如权利要求6所述的蒙脱石-硫铁矿复合生物载体材料提高污水生物处理脱氮除磷效果的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将所述蒙脱石-硫铁矿复合生物载体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；

2)控制所述生化池的溶解氧浓度在4g/L和曝气强度在1.5Nm³/m²·h～8Nm³/m²·h，充分反应2h～5h后，实现所述生化池内的脱氮除磷，总氮去除率达到85％～93％，总磷去除率达到89％～94％。

8.根据权利要求7所述的蒙脱石-硫铁矿复合生物载体材料生物脱氮除磷的应用方法，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所述的蒙脱石-硫铁矿复合生物载体材料生物脱氮除磷的应用方法，其特征在于，所述蒙脱石-硫铁矿复合生物载体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所述的蒙脱石-硫铁矿复合生物载体材料生物脱氮除磷的应用方法，其特征在于，所述蒙脱石-硫铁矿复合生物载体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。