[發明專利]一種堿熔粉煤灰改性豬糞生物炭的制備方法及其應用

有效

• 申請號: 201811599838.1
• 申請日: 2018-12-26
• 公開（公告）號: CN109382073B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發明（設計）人: 王開峰;彭娜;陳海斌;李虹雅;涂常青;張豐如;何江;曾遠嫻;溫丙奎
• 申請（專利權）人: 嘉應學院
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;C02F1/28;B01J20/30;C02F101/30
• 代理公司: 廣州海心聯合專利代理事務所(普通合伙) 44295
• 代理人: 羅振國

本發明公開了一種堿熔粉煤灰改性豬糞生物炭的制備方法及其應用，屬于生物環保技術領域，包括下述步驟:1)原材料的準備:收集發電廠粉煤灰和農田豬糞并分別烘干，豬糞粉碎；2)將步驟1)所得的粉煤灰，與氫氧化鈉混合后焙燒，即得堿熔粉煤灰；3)將步驟2)得到的堿熔粉煤灰，加入到步驟1)得到的豬糞中，再加入去離子水，搖勻、振蕩、烘干、粉碎，得到豬糞與堿熔粉煤灰混合物；4)將步驟3)得到的豬糞與堿熔粉煤灰混合物，熱解、粉碎，即得堿熔粉煤灰改性豬糞生物炭；本發明的制備原料為工農業廢棄物，廉價易得，制備方法簡單，制作成本低廉，其對污染物的去除率高，吸附量大，對環境無二次污染，有助于環境污染的管控和治理。

技術領域

本發明涉及一種改性生物炭的制備方法，更具體地說，尤其涉及一種堿熔粉煤灰改性豬糞生物炭的制備方法。本發明同時涉及該改性生物炭的應用。

背景技術

印染廢水的排放量很大，據歐洲統計，織物和排放廢水的重量比是1:150～1:200，我國約為1:200～1:400。我國紡織工業廢水為全國工業廢水排放量的第六位，其中80%屬印染廢水。印染廢水的處理方法很多，主要有吸附、氧化、膜分離、絮凝、生物降解等。吸附法以其能夠選擇性地富集某些化合物的特性在廢水處理領域有著特殊的地位。活性炭是目前最有效的吸附劑之一，但由于它再生比較困難，處理成本較高，應用面窄。因此尋找一種經濟有效的吸附劑成為了當前技術發展的關鍵。

據聯合國環境規劃署報道，世界上種植的農作物每年可提供各類秸稈約20億t，我國農作物秸稈年產量為7億t左右，列世界之首，折合標準煤量3.53億t，占全世界秸稈總量的30%左右。我國每年農作物秸稈資源量約占生物質資源量的近一半。農作物秸稈是一種寶貴的可再生資源，但是長期以來由于受消費觀念和生活方式的影響，我國農村秸稈資源完全處于高消耗、高污染、低產出的狀況，相當多的一部分農作物秸稈被棄置或者進行焚燒，沒有得到合理開發利用。據調查，目前我國秸稈利用率約為33%，其中大部分未加處理，經過技術處理后利用的僅約占2.6%。因此，綜合利用農作物秸稈資源對于節約資源、保護環境、增加農民收入、促進農業的可持續發展都具有重要的現實意義。秸稈炭化技術已為我國秸稈綜合利用難題的解決，提供了一條環境友好、科技含量高，且極具市場化前景的好辦法。

生物炭作為一種新型的環保修復材料，具有比表面積大、孔隙度高、富含表面官能團和較強的離子交換能力，在去除水中污染物有較強的應用潛力。然而傳統生物炭吸附效率低下，并且生物炭密度輕、顆粒小，吸附后固液分離難，容易造成二次污染，而且也不利于生物炭的再生和重復利用。研究表明，一般復合材料對污染物的吸附效果優于單一材料。因此，目前已經有部分學者關注生物炭與其他材料的組合使用，利用物理、化學方法將生物炭與其他材料組合制備成具有新性能、新結構的材料，其綜合性能優于原組成材料，可滿足各種不同的要求。生物炭復合材料的制備通常是在生物質原材料中添加其他材料（磁性材料、納米材料、無機鹽等），再通過高溫熱解制備成復合材料。生物炭制備成復合材料之后比表面積和孔徑增大，表面官能團增加對污染物的去除能力顯著提高，且吸附后易于固液分離。但這些復合材料往往價格昂貴，顆粒太小容易團聚，并具有一定的毒性，會降低環境微生物的種類和數量，這些缺點限制了這些復合材料的推廣應用。目前，生物炭及其復合材料主要被用于吸附環境中無機污染物（如重金屬、氟等）和有機污染物（如染料、石油烴、農藥、抗生素等），研究其吸附效果及作用機理。

發明內容

本發明的目的是提供一種堿熔粉煤灰改性豬糞生物炭的制備方法及其應用。本發明的制備原料為工農業廢棄物，廉價易得，制備方法簡單，制作成本低廉，其對污染物的去除率高，吸附量大，對環境無二次污染，有助于對環境污染進行管控和治理。

本發明的技術方案是這樣實現的:一種堿熔粉煤灰改性豬糞生物炭的制備方法，包括如下步驟:

1）原材料的準備:收集粉煤灰和豬糞，粉煤灰烘干；豬糞烘干、粉碎；

2）堿熔粉煤灰的制備:將步驟1）所得的粉煤灰與氫氧化鈉混合后焙燒，即得堿熔粉煤灰；