[發明專利]基于活性藻的生物炭@金屬型脫硝催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 202210066045.3
• 申請日: 2022-01-20
• 公開（公告）號: CN114558564B
• 公開（公告）日: 2022-12-30
• 發明（設計）人: 唐曉龍;劉恒恒;高鳳雨;易紅宏;周遠松;王成志;陳都
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: B01J23/34
• 分類號: B01J23/34;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 北京中建聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 11004
• 代理人: 單姣

本發明的基于活性藻的生物炭@金屬型脫硝催化劑及其制備方法屬于污水處理和大氣污染治理技術領域，本發明在活性藻溶液中加入含Mn離子化合物或者在其基礎上加入含W、Co、Ni、Fe、Cu、Ce或Cr等金屬的離子化合物中的一種或多種，溶解后培養一段時間，直到活性藻出現部分或完全混凝沉降，同時溶液中金屬離子的濃度不再變化，活性藻與金屬離子結合完成，固液分離后分級干燥處理并炭化得到脫硝催化劑。所得到的催化劑能夠應用在SCR中，其能夠在保持氮氧化物高脫除率的同時，還能降低脫硝催化劑的制備和應用成本。同時還能夠實現對于水體中極易產生危害的活性藻和金屬離子的有效利用，大大提升兩者的價值，減輕對于水體環境的影響和危害。

技術領域

本發明屬于污水處理和大氣污染治理技術領域，具體為一種基于活性藻的生物炭@金屬型脫硝催化劑及其制備方法。

背景技術

近年來，水體中活性藻污染現象頻繁發生，活性藻可以引發水華，同時還會出現藻毒素污染，使得水生態環境出現危機，引起人們的關注和國家的重視，如何將水體中的活性藻資源化利用成為一大難題。

同時水體中一些金屬離子污染問題，包括錳（Mn）、銅（Cu）、鐵（Fe）等的金屬離子污染，導致了一系列生態環境問題，在帶來經濟發展問題的同時，也給人類及其它生物的生命健康帶來嚴重影響；而且來自燃煤、焦化等煙氣排放帶來的氮氧化物（NOx）給大氣環境帶來了極大危害，同時國家相關部門也提出了超低排放政策，環保要求日益提高，目前工業應用的脫硝技術主要為選擇性催化還原技術（SCR），其中最關鍵的催化劑材料成本較高，且在利用后極易成為固體危廢，在去除NOx的同時，也可能給環境帶來危害。那么如何將上述三種污染物質進行有機結合，實現活性藻和金屬離子高效利用的同時，降低脫硝催化劑的成本和對環境的影響，將是接下來研究的一大主題，而同時實現活性藻和金屬離子的資源化利用，并利用其有效去除氮氧化物（NOx）方面的研究相對較少。

目前，活性藻吸附重金屬離子應用于污水處理的文章多有報道。但是用于吸附的重金屬離子大多為Cu²⁺、Cd²⁺、Pb²⁺、Cr³⁺、Ni⁺、Zn²⁺、Hg²⁺等，但是對于Mn²⁺的吸附鮮有報道。活性藻處理含錳廢水吸附飽和后，錳與藻體不易分離，后處理工藝復雜，極易形成危險廢物，而在活性藻處理Mn²⁺后，對其的高值化利用，將具有較高的研究價值和應用前景。

因此開發一種將活性藻和金屬離子轉化為低成本低危害的脫硝催化劑的方法，不僅能解決活性藻和金屬離子水體污染的難題，而且能有效降低脫硝催化劑的成本以及廢催化劑的危害，具有重大意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于活性藻的生物炭@金屬型脫硝催化劑及其制備方法，以解決上述技術問題。

為此，本發明提供一種基于活性藻的生物炭@金屬型脫硝催化劑的制備方法，包括以下步驟：

S1、向活性藻溶液中加入含Mn的離子化合物，邊攪拌邊緩慢加入，直到離子化合物完全溶解；

S2、將S1中配制完成的混合液在活性藻正常生存生長環境下反應1-30天，每間隔一段時間攪拌一次，直到活性藻出現部分或完全混凝沉降，同時溶液中金屬離子的濃度不再變化，即反應完成；

S3、將反應完成的活性藻和離子化合物的混合液進行固液分離，收集固體成分；

S4、將S3得到的固體成分進行分級干燥處理，在炭化設備中炭化處理，得到脫硝催化劑。

優選地，S1中還加入含W、Co、Ni、Fe、Cu、Ce或Cr的離子化合物中的一種或多種，溶液每種金屬離子濃度為0.1g/L-10.0g/L。