[发明专利]一种生物炭材料及其快速净化畜禽养殖废水工艺

说明书

本发明属于畜禽养殖废水处理技术领域，具体公开了一种生物炭材料及其快速净化畜禽养殖废水的工艺。本发明的生物炭材料的制备原料包括：农林废弃物、海鲜壳和金属盐。本发明还提供了生物炭材料的制备方法以及采用该生物炭材料净化畜禽养殖废水的工艺。本发明的生物炭材料炭粒径小、表面官能团丰富，同时对废水中的COD、总磷和氨氮具有很好的去除效果，能快速净化畜禽养殖废水，操作步骤简单，提高了去除效率并且无二次污染。

技术领域

本发明属于畜禽养殖废水处理技术领域，涉及一种生物炭材料及其快速净化畜禽养殖废水的工艺。

背景技术

近年来，规模化、集约化畜禽养殖业得到了迅猛发展，畜禽养殖过程中排放的废水已经严重污染了水体环境，加重了污水处理的难度。畜禽养殖废水成分复杂、有机物含量高、氮磷浓度高且伴有较浓臭味，常规处理工艺出水中化学需氧量(COD)、氨氮、总磷等指标难以达到《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB18596-2001)中的限值要求(COD≤400mg/L、氨氮≤80mg/L、总磷≤8.0mg/L)。

目前，在诸多畜禽废水处理技术中，吸附法由于不会产生二次污染、简单易行和很好的解决水资源再利用的问题等优势备受青睐。生物炭被认为是良好的吸附剂，其是由生物质在缺氧或限氧条件下高温热解处理后的残余富炭产物。鉴于其高含碳量和多孔特性，在处理畜禽养殖废水处理方面具有很强的研究与应用价值。

然而畜禽废水成分比较复杂，含有大量的有机质、氮磷、重金属等污染物质，这严重影响了生物炭的吸附性能，常规的生物炭用于畜禽养殖废水净化难以满足畜禽养殖业污染物排放标准。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种生物炭材料及其制备方法和应用，该生物炭材料对废水中的COD、总磷和氨氮具有好的去除效果，能快速净化畜禽养殖废水。

一种生物炭材料，所述生物炭材料的制备原料包括：农林废弃物、海鲜壳和金属盐。

进一步地，所述农林废弃物、海鲜壳与金属盐的质量比为1：(0.5～2)：(0.5～2)。

进一步地，所述金属盐为MgCl₂·6H₂O、Mg(NO₃)₂·6H₂O、FeCl₃·6H₂O、FeCl₂·4H₂O和Fe(NO₃)₃·9H₂O中的至少一种。

进一步地，所述农林废弃物为农作物秸秆或玉米芯。所述农作物秸秆包括小麦秸秆、玉米秸秆、稻谷秸秆、大豆秸秆和花生秸秆中的至少一种。

进一步地，所述的海鲜壳为扇贝壳、蛤蜊壳、鲍鱼壳、生蚝壳、大竹蛏壳和带子壳中的至少一种。

本发明还提供了所述的生物炭材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将农林废弃物、海鲜壳与金属盐混合浸渍，得到混合物；

(2)所述混合物干燥后，经热解得生物炭材料。

进一步地，步骤(1)中，所述的浸渍为：将农林废弃物、海鲜壳和金属盐混合，加入水浸润，恒温振荡2～6h。

更进一步地所述水为去离子水或自来水。

进一步地所述热解为：在500～800℃条件下热解1～2h。

进一步地，所述热解的气氛为N₂、CO₂或水蒸汽。

更进一步地，所述的生物炭材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将农林废弃物、海鲜壳和金属盐混合，加入去离子水浸润，恒温振荡2～6h；