[发明专利]一种原电池功能的磁性生物炭及其制备方法和应用

说明书

一种原电池功能的磁性生物炭及其制备方法和应用，按照质量比将矿石粉末、市政污泥和赤泥混合搅拌，所述矿石、市政污泥和赤泥的质量比为1:（5‑25）:（10‑5），超声后烘干，再隔绝氧气条件下500‑700℃焙烧，制得磁性生物炭净水材料。羟基自由基选择性杀灭有害微生物，有益微生物得以在生物炭表面选择性富集，同时，羟基自由基还可以促进水体中微污染物的降解，对SMX，PTA的去除率可达90%以上，有益微生物也可以促进水体中污染物降解，生物炭对污染物也具有吸附作用，实现了物化作用和生化作用结合于一体的集成式水体净化。

技术领域

本发明属于污水处理领域，具体一种原电池功能的磁性生物炭及其制备方法和应用。

背景技术

生物炭因其具有比表面积较大、吸附性能高和成本低等优点而在环境修复领域日益受到广泛关注，被作为水处理吸附剂、土壤修复改良剂广泛应用于农业土壤改良和环境中重金属的修复和钝化。但通常情况下，与市场上所使用的活性碳相比，生物炭对污染物的吸附能力相对较低。此外，由于生物炭密度较低，颗粒度小，在污水处理过程中很难从水体中进行分离，施用于土壤后容易随水迁移、下渗，从而可能造成环境二次污染，这大大限制了生物炭技术的推广及应用。同时随着工业化的不断发展，人类活动产生大量污水，这些污水造成严重的环境污染危害人们的健康。但污水中存在着有害微生物的同时也存在着有益微生物，有益微生物可以净化水体，降低水体中的氨氮含量等。原位掺杂富铁固体废弃物赤泥的生物炭产生微电流，经过氧化还原过程激发产生高氧化性的羟基自由基，羟基自由基可以与有害微生物发生化学反应生成二氧化碳和水从而杀灭有害微生物，选择下来的有益微生物发挥高效生物净化水质的作用。

发明内容

解决的技术问题：针对上述技术问题，本发明提供一种原电池功能的磁性生物炭及其制备方法和应用，利用尾矿、污泥和赤泥等废弃物制备成新型生物炭，不仅实现了“废物”资源化，同时所制备出的生物炭材料还具有净化水质的作用。

技术方案：一种原电池功能的磁性生物炭的制备方法，制备步骤为：按照质量比将矿石粉末、市政污泥和赤泥混合搅拌，所述矿石粉末、市政污泥和赤泥的质量比为1:（5-25）:（10-5），40-100 HZ超声后烘干，再隔绝氧气条件下500-700℃焙烧，制得磁性生物炭。

上述矿石为废石或尾矿，所述废石为锰矿废石或铜矿废石，所述尾矿为锰矿尾矿或钼矿，矿石研磨成粒径为0.05-2 mm颗粒。

上述赤泥为拜耳法工艺的副产物，烘干后的赤泥磨成粒径为0.05-2 mm颗粒。

上述市政污泥的含水率为60%-85%。

优选的，上述矿石粉末、市政污泥和赤泥的质量比为1:（15-25）:5，pH为6.5-7.5，羟基自由基浓度在0.3-0.5mg/L。

优选的，上述超声频率为80HZ，超声时间30 min-2 h。

优选的，上述烘干温度为40-100 ℃。

优选的，上述焙烧温度为650℃，焙烧时间0.5-3 h。

上述制备方法制得的原电池功能的磁性生物炭。

上述原电池功能的磁性生物炭在制备净水材料中的应用。