水热合成生物亲和污水净化材料

水田土壤因其对田间水的高效净化效果而被称为天然高级自净化材。它主要是由于土壤无机矿物的自净化功能和土壤内大量存在有机生物微生物及酶对有机物的分解功能的相互交互渗透所致。本研究拟模拟土壤的这种无机和有机相结合自净化特性，以具有优越自净化功能的矿物材料为原料，在不破坏矿物本身固有自净化特性的前提下，研究水热低温合成（＜200℃）环境净化功能优于其原料矿物的自净化功能的多孔材料。并以此材料为载体，引入具有特殊分解功能的微生物和酶，使得这种生物亲和环境材料不但具有对重金属等有害物的超级吸附功能，而且具有对有机有害物优越的分解及降解功能。该材料可以充分地发挥对污泥的分解活性，有望最大限度地减少污泥产出。. 该研究是目前所开展的无机界矿物自净化或有机界生物自净化研究的发展，也是在更大程度上与更高层次上对天然的有机和无机自净化功能研究的结合与完善。将为构造污泥零排放的水处理系统提供理论根据。

水田土壤因其对田间水的高效净化效果而被称为天然高级自净化材料。它主要是由于土壤无机矿物的重金属吸附功能和土壤内大量存在有微生物及酶对有机物的分解功能的相互渗透所致。本研究模拟了土壤的这种无机和有机相结合自净化特性，以具有优越自净化功能的矿物材料为原料，在不破坏矿物本身固有微结构和组成（自净化特性）的前提下，研究水热低温合成（≤200℃）环境净化功能优于其原料矿物的自净化功能的多孔材料。并以此材料为载体，引入具有特殊分解功能的微生物和酶，使得这种生物亲和环境材料不但具有对染料分子等有害物的吸附功能，而且具有对有机有害物优越的分解及降解功能。虽然土壤同时具有上述有机界生物处理和无机界矿物处理功能，但是，作为水净化剂在实际应用中仍将存在很大的局限性，而且土本身的自净化能力也远不如某些环境矿物材料，例如沸石、硅藻土等。因此本研究主要分为两个部分，一部分研究了利用硅藻土为原料，采用水热合成方法，合成托勃莫来石（tobermorite）、硅酸钙水合物（C-S-H）及方沸石等矿物优化的高强度多孔吸附剂，合成的吸附剂对于亚甲基蓝染料污水的吸附有良好的效果，并将酵母固定到载体，利用吸附剂本身的吸附效果和酵母的吸附降解效果，进一步提高了对亚甲基蓝污水的处理效果。另一部分则在保持沸石原有孔结构性能少受损坏的基础上，通过水热方法合成托勃莫来石提高样品的强度，满足水处理的抗水力冲击要求，同时合成了羟基磷灰石，提高了样品的生物亲和性，得到了具有一定强度和生物亲和性的块状微生物载体。最后利用合成载体作为反应器的载体填料处理了模拟污水。结果表明：材料中引入微生物可使得污水处理的效果增强，而羟基磷灰石的生成，由于其生物亲和性的提高有利于富集更多微生物和提高微生物的成活率，更能有效提高污水的处理效果。本研究提供了一种能更有效地处理污水、减少污泥排除的污水处理的新途径。