[发明专利]一种磁性污泥生物炭的制备方法及其应用

说明书

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。

技术领域

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

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。

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。

综上所述，研发一种磁性污泥生物炭的制备方法及其应用，是生物碳技术领域中急需解决的关键问题。

发明内容

针对现有技术所存在的上述缺点，本发明在于提供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，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。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

本发明的第一方面：提供了一种磁性污泥生物炭的制备方法，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。

本发明进一步的设置为：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％。

本发明进一步的设置为：在步骤(1)中，所述的污泥颗粒的粒径为100-200目。

本发明进一步的设置为：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。

本发明进一步的设置为：在步骤(2)中，所述的氢氧化钾颗粒的粒径为80-100目。

本发明进一步的设置为：在步骤(2)中，所述的颗粒物的粒径为6-8mm。

本发明进一步的设置为：在步骤(3)中，所述的保护气氛所用的气体为氮气。