【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本申請涉及污泥處理，具體涉及一種活性生物炭及其制備方法與應(yīng)用。
技術(shù)介紹
1、市政污泥是市政污水處理廠在進(jìn)行污水處理的過程中不可避免的副產(chǎn)物，由污水中的沉淀物及大量微生物構(gòu)成。利用市政污泥制備的生物活性炭具有良好的吸附性能，且制備過程操作簡單、成本低，所得產(chǎn)物對目標(biāo)污染物具有吸附選擇性和穩(wěn)定性，因此將污泥經(jīng)過熱解所制得的生物活性炭是一條有潛力的資源化道路。
2、由市政污泥直接制得的生物活性炭吸附能力有限，必須通過外界的物質(zhì)與能量將其優(yōu)化改性，才能夠提升其自身的吸附性能。目前，關(guān)于生物炭的改性方法通常是使用單一的化學(xué)藥劑將其改性，或使用鹽溶液協(xié)同酸溶液、鹽溶液協(xié)同堿溶液、固體氧化物協(xié)同液體氧化劑等方法。在生物活性炭改性的過程中，同時(shí)滿足能耗低、效率高、操作方便等優(yōu)點(diǎn)的方法受到了廣泛的研究與探索。
3、在眾多改性方法之中，將不同的改性方法其作用的機(jī)理各不相同。例如，有研究表明，通過引入高密度季銨基團(tuán)將金屬氧化物錨定在生物活性炭中，由此產(chǎn)生的復(fù)合生物活性炭具有很高的吸附速率、吸附容量以及對磷酸鹽的吸附偏好。其主要吸附機(jī)制為磷酸鹽與錨定的氧化鐵之間的特定內(nèi)球絡(luò)合。這主要?dú)w因于引入的季銨基團(tuán)引發(fā)了氧化鐵顆粒的分散和donnan膜效應(yīng)。此外，引入非金屬元素將生物炭功能化，能夠使其表明附著一些特定官能團(tuán)以提高對磷酸鹽的選擇性。例如，通過將氮引入能夠改善生物炭的表面堿度，進(jìn)而顯著提高對磷酸鹽的吸附效果。
4、盡管所得到的吸附材料的吸附性能被提高，但其出水磷濃度仍難以保持在0.1mg/l濃度水平以下，且制備過程
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本專利技術(shù)提供一種活性生物炭及其制備方法與應(yīng)用。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請的方案如下：
3、第一個(gè)方面，本專利技術(shù)提供一種活性生物炭的制備方法，以污泥為原料，依次包括風(fēng)干、粉碎、過篩、干化、熱解、后處理、清洗和干燥工序，干化之后、熱解之前，還包括以下步驟：將干化后污泥與高鐵酸鉀、尿素和氯化鉀進(jìn)行混合。
4、可選地，所述污泥為市政污泥。
5、可選地，所述干化的溫度為78-82℃。
6、可選地，所述熱解包括：于無氧氣氛中以8-12℃/min的升溫速率加熱至750-850℃，并于750-850℃溫度下保溫0.5-1.5h。
7、可選地，所述無氧氣氛的流速為150-250ml/min。
8、可選地，所述后處理包括：置于氯化鐵溶液中進(jìn)行處理。
9、可選地，所述氯化鐵溶液的濃度為0.05-0.15mol/l。
10、可選地，所述干燥的溫度為68-72℃。
11、可選地，干燥至恒重。
12、可選地，所述干化后污泥、高鐵酸鉀、尿素與氯化鉀的質(zhì)量比為3-4：0.5-1：0.5-1：3-4。
13、第二個(gè)方面，本申請還提供根據(jù)如上所述方法制得的活性生物炭。
14、第三個(gè)方面，本申請還提供如上所述活性生物炭在含磷酸鹽的廢水處理中的應(yīng)用。
15、本專利技術(shù)的有益效果：
16、本專利技術(shù)以污泥為原料制備了生物活性炭，實(shí)現(xiàn)了廢物資源化利用并降低了生產(chǎn)成本。
17、本專利技術(shù)的生物活性炭具有顯著的磷酸鹽吸附偏好，且吸附ph寬泛，在高濃度吸附競爭離子存在的條件下仍保持較高的去除效率(≥81.62％)，并在ph＝2-9范圍內(nèi)對磷酸鹽的去除效率高于80％。
18、本專利技術(shù)的生物活性炭在連續(xù)吸附柱運(yùn)行實(shí)現(xiàn)中具有優(yōu)異的吸附性能，其可處理約590床體積(bv)，達(dá)到突破(出水磷酸鹽濃度為0.1mg/l)，且經(jīng)過兩次再生所損失的床體積低。
19、本申請的生物活性炭吸附前后沒有生物毒性，且吸附后環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)極低，可直接作為磷肥用于植物培養(yǎng)。
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1.一種活性生物炭的制備方法，其特征在于，以污泥為原料，依次包括風(fēng)干、粉碎、過篩、干化、熱解、后處理、清洗和干燥工序，干化之后、熱解之前，還包括以下步驟：將干化后污泥與高鐵酸鉀、尿素和氯化鉀進(jìn)行混合。
2.如權(quán)利要求1所述的活性生物炭的制備方法，其特征在于，所述污泥為市政污泥。
3.如權(quán)利要求1所述的活性生物炭的制備方法，其特征在于，所述干化的溫度為78-82℃。
4.如權(quán)利要求1所述的活性生物炭的制備方法，其特征在于，所述熱解包括：于無氧氣氛中以8-12℃/min的升溫速率加熱至750-850℃，并于750-850℃溫度下保溫0.5-1.5h。
5.如權(quán)利要求1所述的活性生物炭的制備方法，其特征在于，所述后處理包括：置于氯化鐵溶液中進(jìn)行處理。
6.如權(quán)利要求5所述的活性生物炭的制備方法，其特征在于，所述氯化鐵溶液的濃度為0.05-0.15mol/L。
7.如權(quán)利要求1所述的活性生物炭的制備方法，其特征在于，所述干燥的溫度為68-72℃。
8.如權(quán)利要求1所述的活性生物炭的制備方法，其特征在于，所
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述方法制得的活性生物炭。
10.權(quán)利要求9所述活性生物炭在含磷酸鹽的廢水處理中的應(yīng)用。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種活性生物炭的制備方法，其特征在于，以污泥為原料，依次包括風(fēng)干、粉碎、過篩、干化、熱解、后處理、清洗和干燥工序，干化之后、熱解之前，還包括以下步驟：將干化后污泥與高鐵酸鉀、尿素和氯化鉀進(jìn)行混合。
2.如權(quán)利要求1所述的活性生物炭的制備方法，其特征在于，所述污泥為市政污泥。
3.如權(quán)利要求1所述的活性生物炭的制備方法，其特征在于，所述干化的溫度為78-82℃。
4.如權(quán)利要求1所述的活性生物炭的制備方法，其特征在于，所述熱解包括：于無氧氣氛中以8-12℃/min的升溫速率加熱至750-850℃，并于750-850℃溫度下保溫0.5-1.5h。
5.如權(quán)利...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王泉峰，肖洋，綦久芳，魏昊軒，楊德敏，曾國明，雷曉玲，黃媛媛，
申請(專利權(quán))人：重慶科技大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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