[發(fā)明專利]一種除磷用生物炭的制備方法

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• 申請日: 2020-06-22
• 公開（公告）號: CN111672470A
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發(fā)明（設計）人: 李桂菊;陳文濤
• 申請（專利權）人: 天津科技大學
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/10
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 王顕

本發(fā)明公開了一種除磷用生物炭的制備方法，主要步驟為：將烘干、粉碎的污泥和蛋殼粉末混合并進行絕氧熱解處理。本發(fā)明同時公開了該除磷用生物炭的使用方法。本發(fā)明提供的除磷用生物炭的制備方法通過將城市剩余污泥和廢棄蛋殼混合、熱解等處理制成生物炭，從而實現(xiàn)廢物的資源化利用，可以在很大程度上解決當前污泥回收利用率較低、污泥體積龐大以及腐敗變質帶來的環(huán)境污染問題。本發(fā)明的原材料來源豐富、易于獲取、成本低廉，方法簡單可行，制備得到的生物炭對污廢水中磷的去除效果顯著穩(wěn)定。

技術領域：

本發(fā)明涉及固廢資源化利用領域，特別是涉及一種除磷用生物炭的制備方法及其應用方法。

背景技術：

近兩個世紀以來，由于人類活動、畜牧業(yè)的發(fā)展、磷酸鹽的廣泛使用以及磷酸鹽在水體中的直接排放，世界湖泊和河流中的磷酸鹽濃度顯著增加，進而造成富營養(yǎng)化，破壞了生態(tài)系統(tǒng)。另一方面，作為限制植物生長的一個因素，磷是一種有限的資源。磷礦是磷肥的主要磷源，目前世界上的磷礦儲量估計在30到300年之間。

世界上已經(jīng)開發(fā)和應用了不同的除磷技術，如化學除磷、生物除磷和物理除磷。其中，化學和生物處理有許多缺點，如副反應、副產(chǎn)物、預處理等，而吸附處理被認為是更經(jīng)濟有效的方法之一。

污泥是污水處理過程中不可避免的副產(chǎn)物，隨著城市化的快速發(fā)展，在世界范圍內(nèi)產(chǎn)生了大量的城市剩余污泥，主要由各種無機和有機成分組成，包括：SiO₂、CaO、Al₂O₃、MgO、各種過渡金屬(Fe、Ni、Co和其他物種)、細菌細胞、生物大分子和有機污染物，通常被視為污染物。城市剩余污泥的總量呈現(xiàn)不斷增加趨勢，預計到2020年～2025年，我國濕泥餅年產(chǎn)量將突破6000萬t(以含水率80％計)，干泥量將達到1200萬t。在此背景下，仍有約80％的脫水污泥因未經(jīng)穩(wěn)定化處理直接填埋或焚燒而帶來二次污染，因此污泥的處理與處置已成為一個不容輕視的問題。

發(fā)明內(nèi)容：

針對目前污泥處置技術無法實現(xiàn)污泥的充分利用的缺陷和不足，以及日益嚴重的水環(huán)境磷污染問題，本發(fā)明的目的在于提供一種可充分利用城市剩余污泥制備生物炭的方法，制備獲得的生物炭廉價穩(wěn)定，專門用于去除水體磷污染。此外，本發(fā)明還提供了該生物炭的使用方法。

本發(fā)明的技術方案如下：

一種除磷用生物炭的制備方法，具體包括如下步驟：

1)將污泥烘干、粉碎并過篩，得到污泥粉末；

2)將蛋殼清洗、烘干、粉碎并過篩，得到蛋殼粉末；

3)將所述污泥粉末和蛋殼粉末充分混合后進行絕氧熱解，熱解處理后獲得產(chǎn)品。

進一步地，所述步驟3)中，污泥粉末和蛋殼粉末按照質量比1：1～3進行混合；絕氧熱解的溫度為700～900℃，停留時間為1.5～2.5h。

優(yōu)選地，所述步驟3)中絕氧熱解的溫度為900℃。

進一步地，所述步驟3)中，污泥粉末和蛋殼粉末的混合采用如下方式：將污泥粉末和蛋殼粉末的混合物加入適量去離子水中，于室溫下攪拌6～12h；之后將混合漿料于60～80℃繼續(xù)攪拌2～4h，得到的凝膠狀物質于90～105℃烘干至少12h。

進一步地，所述步驟1)和步驟2)中的過篩處理的篩網(wǎng)目數(shù)為100～300目；所述步驟1)和步驟2)中的烘干處理的溫度為80～105℃。

進一步地，所述步驟2)中，蛋殼選擇碳酸鈣含量高于94wt％的蛋殼，例如雞蛋殼、鴨蛋殼等。

在此基礎上，本發(fā)明進一步提供所述除磷用生物炭的使用方法，其特征在于：