一种用于回收尿液中氮磷元素的镁改生物炭的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109158080A(43)申请公布日2019.01.08(21)申请号201811077618.2C05B7/00(2006.01)(22)申请日2018.09.15C05B9/00(2006.01)C02F101/16(2006.01)(71)申请人天津大学地址300072天津市南开区卫津路92号(72)发明人李志鹏孙佩哲张若纯(74)专利代理机构天津市北洋有限责任专利代理事务所12201代理人程小艳(51)Int.Cl.B01J20/20(2006.01)B01J20/30(2006.01)C02F1/28(2006.01)C02F1/58(2006.01)C01B25/34(2006.01)C01B25/45(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图2页(54)发明名称一种用于回收尿液中氮磷元素的镁改生物炭的制备方法(57)摘要本发明涉及一种用于回收尿液中氮磷元素的镁改生物炭的制备方法，主要包括生物质的称取、醋酸镁在水中的溶解、生物质与醋酸镁溶液的搅拌混合、混合悬浊液的烘干、干燥产物在马弗炉中的烧制、生物炭的清洗、烘干。采用该方法制备的改性生物炭表面由于附着有镁元素，在氮磷元素富集的尿液废水中，能够生成磷酸镁及鸟粪石沉淀，因此在尿液废水中营养元素的回收以及废弃生物质的循环利用方面具有积极的作用。CN109158080ACN109158080A权利要求书1/1页1.一种用于回收尿液中氮磷元素的镁改生物炭的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)称取醋酸镁，溶解到水中：要求保证将醋酸镁完全溶解；2)称取生物质；其中，所述步骤1)中镁离子的质量为所述步骤2)中生物质质量的36％～72％；3)将所述步骤2)中称取的生物质加入到所述步骤1)中的醋酸镁溶液中，搅拌2～5小时；4)将搅拌2～5小时后所得的悬浊液放置于烘箱内，烘干；5)将烘干后的产物磨碎，过网筛，置于坩埚内；6)将坩埚置于马弗炉中，烧制2小时；7)用pH为10～11水清洗产物，清洗1～5遍，置于烘箱内烘干。2.根据权利要求1所述的一种用于回收尿液中氮磷元素的镁改生物炭的制备方法，其特征在于，所述步骤3)要在不断的搅拌状况下进行，搅拌速度为100～300转/每分钟。3.根据权利要求1所述的一种用于回收尿液中氮磷元素的镁改生物炭的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中生物质的种类为花生壳和木屑。4.根据权利要求1所述的一种用于回收尿液中氮磷元素的镁改生物炭的制备方法，其特征在于，所述步骤4)中烘箱的温度控制为80～100℃。5.根据权利要求1所述的一种用于回收尿液中氮磷元素的镁改生物炭的制备方法，其特征在于，所述步骤5)中网筛的孔径大小为20～40目。6.根据权利要求1所述的一种用于回收尿液中氮磷元素的镁改生物炭的制备方法，其特征在于，所述步骤6)中坩埚的大小为20～100mL。7.根据权利要求1所述的一种用于回收尿液中氮磷元素的镁改生物炭的制备方法，其特征在于，所述步骤7)中pH为10的水溶液由0.1M的NaOH调制而成。8.根据权利要求1所述的一种用于回收尿液中氮磷元素的镁改生物炭的制备方法，其特征在于，所述步骤7)中，烘箱的温度控制为50～80℃。9.一种用于回收尿液中氮磷元素的镁改生物炭的制备方法，采用权利要求1所述的制备方法，其特征在于，制备的生物炭表面附着有镁离子，样品颜色为灰黑色。2CN109158080A说明书1/7页一种用于回收尿液中氮磷元素的镁改生物炭的制备方法技术领域[0001]本发明属于固体化物合成技术领域，具体涉及一种用于回收尿液中氮磷元素的镁改生物炭的制备方法。背景技术[0002]当代社会，随着经济的不断进步，工业、农业生产的不断进步，各种环境问题油然而生，尤其是随着人口的不断增长，对于粮食的需要越来越大，而更大的粮食需求促使农业生产中化肥的使用量逐渐增加，而对于使用的废水而言，其中的磷肥主要来自于磷矿物的开采冶炼，而使用过后的磷资源，大部分会经过元素循环，最终以沉积物的形式储存于海底，从而使磷资源成为一种不可再生的资源。现阶段，磷需求预计将进一步增长，全球磷产量峰值预计将在2030年左右出现，磷不仅是保障粮食生产以满足日益增长的世界人口的必不可少的资源；同时生物燃料生产的产量不断增加，给全球的磷储备带来了额外的负担。[0003]由于尿液中富含各种营养元素，使其在资源恢复领域引起了越来越多的关注。虽然尿液的总体积仅占城市污水总量的4％左右，但它却提供了城市污水中接近80％的氮和超过50％的磷，由于城市污水处理后会排入到天然水体中，甚至部分污废水未经处理就会直接排放，因此污废水中较高的氮磷浓度会对水体产生极大的影响，最直接的影响就是水体的富营养化，导致水体恶化，水生动