技术摘要：
本发明提供一种生物质复合聚合硫酸铁水处理药剂的制备方法，通过嗜酸氧化亚铁铁硫杆菌和氧化亚铁钩端螺旋菌共同催化氧化制备聚合硫酸铁，在反应过程中，通过使用双氧水减少氯气的产生，避免氯气对菌种的影响，提高催化效率，最后通过固化，提高产品的总铁含量和溶解性 全部
背景技术：
聚合硫酸铁已成为水处理领域中一种重要的无机高分子絮凝剂，目前，聚合硫酸 铁的制备主要有直接氧化法、催化氧化法、四氧化三铁矿酸溶氧化法等，这些制备方法普遍 存在生产条件苛刻、反应时间长、反应温度高、成本高、使用的亚硝酸盐催化剂属致癌物质 等不足等缺点。
技术实现要素：
针对现有方法制备聚合硫酸铁存在的生产条件苛刻、反应时间长、反应温度高、成 本高、使用的亚硝酸盐催化剂属致癌物质等不足等缺点，本发明提供一种生物质复合聚合 硫酸铁水处理药剂的制备方法，生产过程中不产生有害物质，制备条件温和，设备简单，操 作方便，制备的水处理药剂絮凝能力强。 本发明是通过以下技术方案实现的： 一种生物质复合聚合硫酸铁水处理药剂的制备方法，包括以下步骤： （1）按照固液比为1:（1.5~2），将七水硫酸亚铁加入到水中溶解，得到溶液a；将氯酸钠 和双氧水按照体积比为1:（1~1.5）混合制备成溶液b；将溶液b加入到溶液a中至pH为2~3，得 到反应液； （2）以1L反应液计，加入50g氯化钾、8g硫酸铵、0.5g磷酸氢二钾、0.5g硫酸镁和0.02g硝 酸钙，然后接种反应液体积10%的混合菌液，于30~40℃下鼓入氧气反应30~40h，去除底部沉 淀物，得到聚合硫酸铁溶液； （3）取聚合硫酸铁溶液加入到旋转蒸发仪的浓缩瓶中，然后加入其质量10%的硫酸铝钾 粉末，于0.09MPa、55~65℃下固化3~4h，然后将固化物置于100℃烘箱中干燥，研磨过100目 筛，即得到生物质复合聚合硫酸铁水处理药剂； 所述的混合菌液为嗜酸氧化亚铁铁硫杆菌和氧化亚铁钩端螺旋菌，经过驯化后按菌种 数为1:1混合而得。 本发明利用微生物催化氧化制备聚合硫酸铁，具有低成本、低能耗、高稳定性和安 全无毒等优点，微生物培养分泌的多糖和蛋白质可以起到辅助絮凝作用，然后通过减压蒸 发固化，将制备的聚合硫酸铁研磨成粉末，提高总铁含量从而进一步提高絮凝能力，即制备 得到水处理药剂。 利用混合菌种催化氧化，在开始反应阶段，氧化亚铁硫杆菌活性较强，可以较快生 长，随着反应的进行，反应体系中Fe3 浓度越来越高，氧化还原电位也逐渐升高，氧化亚铁硫 杆菌生长受阻，而另外一种细菌氧化亚铁钩端螺旋菌可以在此环境中较好生长；因此，在合 成的不同阶段，都存在能良好生长的细菌菌群，从而可以保持较高的亚铁离子氧化速率。 3 CN 111592081 A 说 明 书 2/6 页 通过双氧水和氯酸钠共同助力催化氧化，减少反应过程中氯气产生量避免其影响 菌种的生长，降低生产成本。 通过减压蒸发固化，制备的聚合硫酸铁中水分减少，总铁含量提高，但同时产品的 溶解性也会变差，因此需要严格控制固化温度、时间和添加剂，使聚合硫酸铁产品能完全氧 化，同时具有很好的溶解性。固化温度过低产品溶解性差，温度过高产品发生分解导致絮凝 性能下降，本发明经过试验后，综合考虑固化温度在55~65℃最佳。随着固化时间的增加，产 品盐基度呈下降趋势导致絮凝能力降低，固化时间过短产品聚合不充分不能形成聚合物， 本发明经过试验后，综合考虑固化时间为3~4h最佳。硫酸铝钾可以帮助脱除水分，缩短固化 时间，提高产品的溶解性能，同时使产品蓬松多孔，加快后续干燥效率。 作为本发明的进一步改进，所述的驯化方法，包括以下步骤： （1）将初始pH值2.0，初始Fe2 浓度为8g/L的菌液接种到驯化培养基上，培养菌液至红 色时转接，培养过程中用质量浓度为30%的浓硫酸逐渐调pH值到1.5，反复接种培养3~5次， Fe2 的氧化率不低于70%时，培养得菌液A1； （2）将菌液A1接种到驯化培养基，培养菌液至红色时转接，培养过程中逐渐加入 FeSO4·7H2O，使Fe2 浓度达40g/L后，再反复接种培养3 5次，Fe2 ~ 的氧化率不低于70%时，培 养得菌液A2； （3）将菌液A2接种至(NH4)2SO4浓度降低到0.3g/L，而且无Ca(NO3)2的驯化培养基，培养 菌液至红色时转接，反复接种培养3~5次，Fe 2 的氧化率不低于70%时，得到混合菌液； 所述的驯化培养基成份为：FeSO4·7H2O 40g/L、(NH4)2SO4 4.0g/L、KCl 0.2g/L、K2HPO4 0.3g/L、MgSO4 0.3g/L、Ca(NO3)2 0.01g，蒸馏水1000ml。 作为本发明的进一步改进，所述驯化过程中接种量均为培养基体积的8%。 作为本发明的进一步改进，所述的驯化培养条件均为35℃恒温水浴摇床，摇床转 速100~150r/min。 本发明的有益效果： 本发明通过嗜酸氧化亚铁铁硫杆菌和氧化亚铁钩端螺旋菌混合催化氧化制备聚合硫 酸铁水处理药剂，通过添加双氧水减少反应过程中氯气的产生避免影响菌种的生长，提高 催化效率，最后通过固化，进一步提高产品的溶解性和絮凝能力。本发明制备过程简单、催 化效率高，制备的产品性能高。
本发明提供一种生物质复合聚合硫酸铁水处理药剂的制备方法，通过嗜酸氧化亚铁铁硫杆菌和氧化亚铁钩端螺旋菌共同催化氧化制备聚合硫酸铁，在反应过程中，通过使用双氧水减少氯气的产生，避免氯气对菌种的影响，提高催化效率，最后通过固化，提高产品的总铁含量和溶解性 全部
背景技术：
聚合硫酸铁已成为水处理领域中一种重要的无机高分子絮凝剂，目前，聚合硫酸 铁的制备主要有直接氧化法、催化氧化法、四氧化三铁矿酸溶氧化法等，这些制备方法普遍 存在生产条件苛刻、反应时间长、反应温度高、成本高、使用的亚硝酸盐催化剂属致癌物质 等不足等缺点。
技术实现要素：
针对现有方法制备聚合硫酸铁存在的生产条件苛刻、反应时间长、反应温度高、成 本高、使用的亚硝酸盐催化剂属致癌物质等不足等缺点，本发明提供一种生物质复合聚合 硫酸铁水处理药剂的制备方法，生产过程中不产生有害物质，制备条件温和，设备简单，操 作方便，制备的水处理药剂絮凝能力强。 本发明是通过以下技术方案实现的： 一种生物质复合聚合硫酸铁水处理药剂的制备方法，包括以下步骤： （1）按照固液比为1:（1.5~2），将七水硫酸亚铁加入到水中溶解，得到溶液a；将氯酸钠 和双氧水按照体积比为1:（1~1.5）混合制备成溶液b；将溶液b加入到溶液a中至pH为2~3，得 到反应液； （2）以1L反应液计，加入50g氯化钾、8g硫酸铵、0.5g磷酸氢二钾、0.5g硫酸镁和0.02g硝 酸钙，然后接种反应液体积10%的混合菌液，于30~40℃下鼓入氧气反应30~40h，去除底部沉 淀物，得到聚合硫酸铁溶液； （3）取聚合硫酸铁溶液加入到旋转蒸发仪的浓缩瓶中，然后加入其质量10%的硫酸铝钾 粉末，于0.09MPa、55~65℃下固化3~4h，然后将固化物置于100℃烘箱中干燥，研磨过100目 筛，即得到生物质复合聚合硫酸铁水处理药剂； 所述的混合菌液为嗜酸氧化亚铁铁硫杆菌和氧化亚铁钩端螺旋菌，经过驯化后按菌种 数为1:1混合而得。 本发明利用微生物催化氧化制备聚合硫酸铁，具有低成本、低能耗、高稳定性和安 全无毒等优点，微生物培养分泌的多糖和蛋白质可以起到辅助絮凝作用，然后通过减压蒸 发固化，将制备的聚合硫酸铁研磨成粉末，提高总铁含量从而进一步提高絮凝能力，即制备 得到水处理药剂。 利用混合菌种催化氧化，在开始反应阶段，氧化亚铁硫杆菌活性较强，可以较快生 长，随着反应的进行，反应体系中Fe3 浓度越来越高，氧化还原电位也逐渐升高，氧化亚铁硫 杆菌生长受阻，而另外一种细菌氧化亚铁钩端螺旋菌可以在此环境中较好生长；因此，在合 成的不同阶段，都存在能良好生长的细菌菌群，从而可以保持较高的亚铁离子氧化速率。 3 CN 111592081 A 说 明 书 2/6 页 通过双氧水和氯酸钠共同助力催化氧化，减少反应过程中氯气产生量避免其影响 菌种的生长，降低生产成本。 通过减压蒸发固化，制备的聚合硫酸铁中水分减少，总铁含量提高，但同时产品的 溶解性也会变差，因此需要严格控制固化温度、时间和添加剂，使聚合硫酸铁产品能完全氧 化，同时具有很好的溶解性。固化温度过低产品溶解性差，温度过高产品发生分解导致絮凝 性能下降，本发明经过试验后，综合考虑固化温度在55~65℃最佳。随着固化时间的增加，产 品盐基度呈下降趋势导致絮凝能力降低，固化时间过短产品聚合不充分不能形成聚合物， 本发明经过试验后，综合考虑固化时间为3~4h最佳。硫酸铝钾可以帮助脱除水分，缩短固化 时间，提高产品的溶解性能，同时使产品蓬松多孔，加快后续干燥效率。 作为本发明的进一步改进，所述的驯化方法，包括以下步骤： （1）将初始pH值2.0，初始Fe2 浓度为8g/L的菌液接种到驯化培养基上，培养菌液至红 色时转接，培养过程中用质量浓度为30%的浓硫酸逐渐调pH值到1.5，反复接种培养3~5次， Fe2 的氧化率不低于70%时，培养得菌液A1； （2）将菌液A1接种到驯化培养基，培养菌液至红色时转接，培养过程中逐渐加入 FeSO4·7H2O，使Fe2 浓度达40g/L后，再反复接种培养3 5次，Fe2 ~ 的氧化率不低于70%时，培 养得菌液A2； （3）将菌液A2接种至(NH4)2SO4浓度降低到0.3g/L，而且无Ca(NO3)2的驯化培养基，培养 菌液至红色时转接，反复接种培养3~5次，Fe 2 的氧化率不低于70%时，得到混合菌液； 所述的驯化培养基成份为：FeSO4·7H2O 40g/L、(NH4)2SO4 4.0g/L、KCl 0.2g/L、K2HPO4 0.3g/L、MgSO4 0.3g/L、Ca(NO3)2 0.01g，蒸馏水1000ml。 作为本发明的进一步改进，所述驯化过程中接种量均为培养基体积的8%。 作为本发明的进一步改进，所述的驯化培养条件均为35℃恒温水浴摇床，摇床转 速100~150r/min。 本发明的有益效果： 本发明通过嗜酸氧化亚铁铁硫杆菌和氧化亚铁钩端螺旋菌混合催化氧化制备聚合硫 酸铁水处理药剂，通过添加双氧水减少反应过程中氯气的产生避免影响菌种的生长，提高 催化效率，最后通过固化，进一步提高产品的溶解性和絮凝能力。本发明制备过程简单、催 化效率高，制备的产品性能高。
