[发明专利]一种原位再生固废生物质炭基材料用于吸附治理有机污染物的方法

说明书

本发明公开了一种原位再生固废生物质炭基材料用于吸附治理有机污染物的方法，具体为：将生物质炭基材料加入到含有机物污染的水体中，经一定时间吸附富集后，将其移入含有再生试剂和（或）光源下进行再生反应，湿法再生的生物炭基材料可以用于重复吸附有机污染物。本发明的一种原位再生固废生物质炭基材料用于吸附治理有机污染的方法，相比常规的热解再生法，能够有效避免高温能耗、避免高温对炭基材料的结构性质破坏、还能简化再生的工艺过程。

技术领域

本发明涉及有机物污染治理技术领域，具体涉及一种原位再生固废生物质炭基材料用于吸附治理有机污染物的方法。

背景技术

为满足人类生活及工业生产的需求，化学药剂被大量应用，产生的废水中含有大量的有机物（如抗生素）。有机物进入水体后会破坏水体生态系统，导致水体黑臭、生物有害物质富集等现象。目前，有机物处理技术有膜分离法、臭氧氧化、吸附法等，其中膜分离法是通过膜对污染物具有选择渗透作用进行去除，但是对水质的要求高，容易受到浓缩水的二次污染；臭氧氧化是利用臭氧作为氧化剂对废水进行净化，处理效果好，但操作成本高、能耗高、试剂利用率低。

与其他方法相比，吸附技术具有高效、低成本、环保、操作简单便捷等优点。常用的吸附材料有活性炭、沸石、分子筛等。如分子筛等产品，吸附性不佳，同时它们较昂贵。相比之下，活性炭吸附效果较好，但好的活性炭成本仍偏高。同为碳基材料，生物炭来源广泛，可以对生物质废弃物进行资源化利用，转化成较高价值的碳基材料。虽然生物炭吸附通常被作为一种水污染治理的高效方法，但是鉴于原始生物炭应用受限多，较难满足更多污染治理的要求。出于对成本的控制，提高其再生利用率是目前的重要需求。利用生物炭表面官能团丰富等优点，负载有效的催化剂通过催化治理吸附的有机污染物，达到生物炭原位再生，激活其吸附性能是值得开发的新产品。

本发明采用水热法对生物炭改性负载多金属尖晶石催化剂，形成一类新的可原位再生固废生物质炭基材料，可反复用于吸附治理有机污染物。生物炭基复合材料吸附的有机污染物，经湿法催化反应原位再生，释放吸附位点，重现其吸附能力，减少了碳材料的浪费，提高了其经济效益。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种原位再生固废生物质炭基材料用于吸附治理有机污染物的方法。

所述的一种原位再生固废生物质炭基材料用于吸附治理有机污染物的方法，其特征在于将固废生物质炭基材料加入到有机污染物废水中，调节废水pH值至2.5~4有效提高吸附性能，吸附平衡后经滤膜过滤分离出固废生物质炭基材料，得到处理后的水体。

进一步地，固废生物质炭基材料吸附有机污染物后可湿法原位再生，然后重复用于有机污染物的吸附，其中再生的具体过程为：将吸附平衡的固废生物炭基材料转移至事先配置的再生试剂中，搅拌重分散，经光源照射（或无光条件易可），反应0.5~3h后过滤，经过70~90℃烘干，得到再后的生固废生物质炭基材料。

更进一步地，固废生物质炭基复合材料的制备方法的步骤1）中的再生试剂或光源包括浓度80~150mmol/L的H₂O₂溶液、过一硫酸氢盐（PMS）溶液等试剂，以及氙灯、LED、自然光等光源。

进一步地，本发明的固废生物质炭基复合材料的制备方法如下：以果蔬固废为原料，采用熔盐法制备得到生物炭，耦合水热法对生物炭表面进行改性负载多金属尖晶石催化剂。具体包括以下步骤：

1）先将废弃的果蔬固废原料用超纯水洗涤，去除污垢，再置于烘箱中在100~120℃干燥8~12 h；利用粉碎机对干燥的果蔬固废原料进行粉碎，常温下将粉碎后的果蔬固废原料在水中浸泡16~24 h，过滤后在70~90 ℃干燥8~12 h，得到干燥粉末；