[發明專利]一種秸稈、生物炭復合制備磁性絮凝劑的方法

有效

• 申請號: 201810503439.4
• 申請日: 2018-05-23
• 公開（公告）號: CN108675420B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 王冰;付嘉;李婷;肖雪婷;王葳;張寶晗
• 申請（專利權）人: 沈陽建筑大學
• 主分類號: B01J20/30
• 分類號: B01J20/30
• 代理公司: 北京君泊知識產權代理有限公司 11496
• 代理人: 王程遠

本發明公開了一種秸稈、生物炭復合制備磁性絮凝劑的方法，步驟如下：制備生物炭：將菖蒲秸稈粉碎、炭化及鹽酸洗滌烘干；加工秸稈：菖蒲秸稈加入高錳酸鉀進行改性、粉碎后烘干；將生物炭1:1加入，即生成生物炭復合秸稈；制備磁性水滑石并加入生物炭復合秸稈粉末，即得到磁性絮凝劑。本發明的優越性在于原材料為秸稈是天然高分子材料，利用它本身的纖維素、木質素、生物炭結合磁性水滑石制備的絮凝劑可以有效去除水中懸浮性顆粒及親水性物質，并且進行回收利用；經過加磁處理后，絮凝劑可以多次重復使用，成本低，效果好。

技術領域

本發明涉及污水處理技術領域，尤其涉及一種秸稈、生物炭復合制備磁性絮凝劑的方法。

背景技術

隨著農業生產的不斷提升，糧食產量提高，秸稈來源豐富，數量也增多。全國秸稈產量降近6億噸，秸稈中含有纖維素、木質素等有機天然高分子，工業利用率55％左右，剩下的丟棄，造成環境污染、資源浪費；我國工業廢水中親水性基團、黏土類物質比較多，且懸浮顆粒比較細，絮凝沉降等性能比較差，我們將秸稈為原料引入磁種納米四氧化三鐵，不僅保留生物炭復合秸稈粉末本身的絮凝、吸附效果，同時利用磁性材料超磁順性質，在磁力作用下增加懸浮顆粒的的碰撞幾率，效果遠遠超過常規水處理絮凝劑。

但是傳統的磁性絮凝劑存在回收使用困難，成本較高等問題，本發明提供了一種回收使用方便的秸稈、生物炭復合制備磁性絮凝劑。

發明內容

基于背景技術存在的技術問題，本發明提出了一種秸稈、生物炭復合制備磁性絮凝劑的方法。

本發明的技術方案如下：

一種秸稈、生物炭復合制備磁性絮凝劑的方法，包括以下步驟：

A、制備生物碳：將菖蒲秸稈烘干、研磨過100目篩，在400-500℃馬弗爐熱解2-3h，自然冷卻后，先用2-3mol/L的鹽酸清洗去除灰分和表面殘留物質，用蒸餾水清洗至中性，再恒溫干燥箱內進行干燥，于50-60℃干燥器中儲存備用；

B、處理秸稈：將菖蒲秸稈洗凈，在恒溫干燥箱內進行干燥，剪成小塊進行粉碎機粉碎，研磨過100目篩；將原料置于0.1-0.2mol/L的KMnO₄中攪拌并浸泡24h以上，經過抽濾，用蒸餾水洗滌至中性，再恒溫干燥箱內進行干燥；將步驟A中的生物炭1:1加入，得到生物炭復合秸稈，于50-60℃干燥器中儲存備用；

C、制備磁性水滑石：取Fe(NO₃)₂·6H₂O、Fe(NO₃)₃·9H₂O及NaOH水溶液配制溶液甲；取Mg(NO₃)₂·6H₂O、Al(NO₃)₃·9H₂O及NaOH水溶液配制溶液乙；將溶液甲和溶液乙按Fe²⁺和Mg²⁺摩爾比為1/(60-90)混合加入水熱反應釜中，放入烘箱中150-180℃反應8-12h，冷卻后水洗至中性，干燥得磁性水滑石；于60℃真空干燥箱中干燥12h，中儲存備用；

D、秸稈、生物炭復合磁性水滑石的制備:在氮氣的保護下，將一定量的磁性水滑石加入含150mL、1.5％乙酸的300mL燒瓶中，加熱到40-50℃在3000-5000r/min攪拌25-35min，升溫至60-70℃加入等量的生物炭復合秸稈和2-3mL表面活性劑，反應2-3h；

E、后處理：將秸稈、生物炭復合磁性水滑石用蒸餾水清洗至中性，利用磁分離儀器收集產物，于60℃真空干燥箱中干燥12h，即得秸稈、生物炭復合磁性絮凝劑。

優選的，所述的溶液甲中，Fe²⁺與Fe³⁺摩爾比為1:2，NaOH與NO₃^-摩爾比為＝(2-4)：1。