一种磁性污泥生物炭的制备方法及其应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115554980A(43)申请公布日2023.01.03(21)申请号202211273138.XC02F1/28(2006.01)(22)申请日2022.10.18C02F101/20(2006.01)(71)申请人沈阳农业大学地址110866辽宁省沈阳市沈河区东陵路120号(72)发明人杨旭袁珺付时丰黄玉威孙强杨沫孟军韩晓日(74)专利代理机构安徽思沃达知识产权代理有限公司34220专利代理师张旭华(51)Int.Cl.B01J20/20(2006.01)B01J20/28(2006.01)B01J20/30(2006.01)B01J20/34(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种磁性污泥生物炭的制备方法及其应用(57)摘要本发明涉及生物碳技术领域，具体涉及一种磁性污泥生物炭的制备方法及其应用，本发明所提供的方法，将污水处理厂污泥自然晾干，并粉碎污泥呈颗粒状，于液态铁源中混合均匀，再加入氢氧化钾颗粒混合均匀，热干化后，并粉碎造粒，用锡箔包裹，再在保护气氛下进行高温烧结，制得磁性污泥生物炭，所制备的磁性污泥生物炭，不仅能够对水体中重金属离子具有良好的吸附效果，而且，具有优异的对水体中重金属离子进行回收的效果。CN115554980ACN115554980A权利要求书1/1页1.一种磁性污泥生物炭的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)取污水处理厂污泥，将污泥自然晾干，并粉碎污泥呈颗粒状；(2)污泥颗粒置于液态铁源中混合均匀，再加入氢氧化钾颗粒混合均匀，热干化至含水率低于10％，并粉碎造粒，获得颗粒物；(3)将混合料用锡箔包裹，再在保护气氛下进行高温烧结，制得磁性污泥生物炭。2.根据权利要求1所述的一种磁性污泥生物炭的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述的自然晾干是将污泥晾干至含水率低于8％。3.根据权利要求1所述的一种磁性污泥生物炭的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述的污泥颗粒的粒径为100‑200目。4.根据权利要求1所述的一种磁性污泥生物炭的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述的液态铁源为FeCl2溶液和FeCl3的混合溶液，其中FeCl2溶液和FeCl3的浓度分别为0.4mol/L、0.2mol/L，FeCl2溶液和FeCl3的混合体积比为2:4‑5。5.根据权利要求1所述的一种磁性污泥生物炭的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述的氢氧化钾颗粒的粒径为80‑100目。6.根据权利要求1所述的一种磁性污泥生物炭的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述的颗粒物的粒径为6‑8mm。7.根据权利要求1所述的一种磁性污泥生物炭的制备方法及其应用，其特征在于，在步骤(3)中，所述的保护气氛所用的气体为氮气。8.根据权利要求1所述的一种磁性污泥生物炭的制备方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述的高温烧结是以10‑12℃/min速率从室温提升至第一烧结温度，然后在第一烧结温度下保温20‑25min，再以3‑5℃/min速率从第一烧结温度提升至第二烧结温度，并在第二烧结温度下保温10‑20min，其中第一烧结温度为800‑850℃，第二烧结温度为950‑1150℃。9.一种权利要求1‑8任一项制备的磁性污泥基生物炭材料的应用，其特征在于，将污泥基磁性生物炭吸附材料投加至水体中进行吸附，吸附完毕后在外加磁场的作用下与水体分离，即对水体中重金属离子的吸附。2CN115554980A说明书1/5页一种磁性污泥生物炭的制备方法及其应用技术领域[0001]本发明涉及生物碳技术领域，具体涉及一种磁性污泥生物炭的制备方法及其应用。背景技术[0002]生物炭是生物质材料在缺氧或绝氧环境中，经高温热裂解后生成的固态产物，是一种来源广泛，制备简单，经济易得的吸附剂，具有丰富的孔隙结构，被视为活性炭等较高成本的吸附剂的替代材料。[0003]专利申请号为CN202011157987.X的专利，其在说明书中记载有“本发明的目的在于充分利用污水污泥、赤铁矿、铁锈、拜耳法赤泥、高含铁量粉煤灰和酸洗废水等市政与工业废物，以固体废弃物铁源制备磁性污泥基生物炭：含水率低于15％的干化污泥、固态铁源通过机械粉碎并混合均匀；连续式热解，热解温度400‑800℃，固体物料在装置中停留时间20‑120min，精细球磨粉碎至100μm以下即可；本发明制备纳米Fe3O4/磁性污泥基生物炭核壳材料中，材料内核与壳体均具有磁性，可实现高效回收利用”，上述专利所提供的方法，虽然能够制备磁性污泥生物炭，但是制备的磁性污泥生物炭，对于水体中重金属离子的吸附效果不佳，同时，也缺少优异的重金属离子回收效果，影响了所制备的磁性污泥生物炭的品质，无法满足使用需求。[000