[發明專利]一種制備油頁巖半焦炭基磁性生物吸附劑的方法

在審

• 申請號: 202110386972.9
• 申請日: 2021-04-12
• 公開（公告）號: CN113083245A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 呂曉東;王婷
• 申請（專利權）人: 蘭州交通大學
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/28;B01J20/30;C02F3/34;C02F101/10;C02F101/16;C02F101/20;C02F101/34;C02F103/30
• 代理公司: 西安匯恩知識產權代理事務所(普通合伙) 61244
• 代理人: 張偉花

本發明提供了一種制備油頁巖半焦炭基磁性生物吸附劑的方法，該方法為：將油頁巖半焦塊狀固體粉碎、球磨和過篩，得到油頁巖半焦粉，加氫氧化鉀水溶液攪拌浸漬后，鼓風干燥，在氮氣氣氛、溫度為800℃～850℃的條件下活化后，經酸洗、水洗，得到油頁巖半焦炭基吸附材料，加入鐵鹽溶液攪拌后過濾、干燥得到油頁巖半焦炭基磁性吸附材料，加入復合微生物菌群混合，霧化水均勻濕潤，攪拌形成濕球核，培養后圓盤造粒，得到油頁巖半焦炭基磁性生物吸附劑。本發明得到的油頁巖半焦炭基磁性生物吸附劑吸附選擇性和吸附性能均顯著得到提高。

技術領域

本發明屬于油頁巖半焦固廢資源利用技術領域，具體涉及一種制備油頁巖半焦炭基磁性生物吸附劑的方法。

背景技術

油頁巖半焦是油頁巖干餾煉油后的固體廢棄物，1噸原礦煉油后可產生0.7～0.9噸的半焦，因灰分含量高(60％，甘肅窯街)，其二次利用率較低，常被露天堆放。大量的油頁巖半焦露天堆放不但占用土地，而且由于其本身含有一些有毒化合物，比如水溶性苯酚、硫化物硫、多環芳香烴、微量重金屬元素等，雨水淋溶以及擴散后嚴重污染周圍的水源、生物及土地，破壞土壤生產能力，從而危害居民的健康。因此，加強油頁巖半焦的高值利用對保障和促進油頁巖產業發展具有積極意義。

隨著人口增加、社會經濟快速發展，城市化進程加快,中國的水環境污染問題越來越嚴重。水體污染主要來源于工業廢水、農業廢水、生活污水及其他等，涉及的污染物種類多達2000多種。據統計，我國工業廢水及日常生活污水每日排放量約1.64億m³，且以每年18億m³速度增加，其排放量的80％未經處理任意排放，污染了城市周邊河流和地下水源，嚴重影響人們的健康。吸附法是廢水處理的重要方法之一，污水經常規廢水處理后，出水中還殘留一些難降解有機物、游離氯及一些微量金屬如汞、銀、鉻、銻、砷，利用吸附法能除去大部分這些物質。吸附法的去污效率和成本在很大程度上取決于吸附材料。活性炭是目前廢水處理中普遍采用的吸附劑，因工藝簡單，操作方便，用量最大。但活性炭主要是吸附水中的氨分子形式的氮，無選擇性，吸附容量有限，所以脫氮效率很低。此外，活性炭不能再生且(吸附劑)用量多，成本昂貴。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供一種制備油頁巖半焦炭基磁性生物吸附劑的方法，該方法用油頁巖半焦作為吸附材料，與采用秸稈等農林業廢棄物生物炭材料相比，油頁巖半焦成本低、機械強度和耐磨性強、性能穩定，經過活化、磁化和固定微生物后，得到的油頁巖半焦炭基磁性生物吸附劑吸附選擇性和吸附性能均顯著得到提高。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種制備油頁巖半焦炭基磁性生物吸附劑的方法，該方法為：

S1、將油頁巖半焦塊狀固體經粉碎、球磨和過篩后，得到油頁巖半焦粉；

S2、將S1中得到的油頁巖半焦粉與濃度為14mol/L的氫氧化鉀水溶液混合均勻后，攪拌浸漬48h后，在溫度為100℃～200℃的條件下鼓風干燥48h，然后在氮氣氣氛下，在溫度為800℃～850℃的條件下活化120min后，依次經過酸洗和水洗后，得到油頁巖半焦炭基吸附材料；

活化后油頁巖半焦炭基吸附材料的多孔特性為微生物菌固定化提供了合適的載體，具有抗物理降解、抗化學降解、抗生物降解的穩定性，具有一定的機械強度和結構穩定性，能被重復和連續使用；

S3、將S2中得到的油頁巖半焦炭基吸附材料與濃度為0.5mol/L～4mol/L的鐵鹽溶液混合后，按照30次/min～50次/min的攪拌速率攪拌均勻，并加熱至85℃～95℃后邊攪拌邊自然冷卻至室溫，然后用蒸餾水過濾至pH值為7.0時止，將剩余物質在溫度為75℃的條件下烘干至恒重，得到油頁巖半焦炭基磁性吸附材料；