[發(fā)明專利]一種高效去除水中氮磷的復(fù)合改性污泥基生物炭、制備方法及其應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210399368.4
• 申請(qǐng)日: 2022-04-15
• 公開（公告）號(hào): CN114632495A
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 范秀磊;張煒亮;徐德志;任文暢;姜萬;戴青松;林俊雄
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 徐州工程學(xué)院
• 主分類號(hào): B01J20/20
• 分類號(hào): B01J20/20;B01J20/28;C02F1/28;B01J20/30;C02F101/10;C02F101/16
• 代理公司: 安徽順超知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 34120
• 代理人: 李悝

1.一種高效去除水中氮磷的復(fù)合改性污泥基生物炭的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

第一步：剩余污泥的預(yù)處理，將污水廠取回的新鮮剩余污泥置于生物物理干化反應(yīng)器中，與樹皮按比例混合進(jìn)行生物-物理干燥，干燥至恒重后，研磨粉碎，經(jīng)過100目尼龍篩后，得到預(yù)處理完成的剩余污泥；

第二步：生物炭的初步燒制，將預(yù)處理完成的剩余污泥粉末與蒙脫石按比例混合后，置于馬弗爐中，在缺氧環(huán)境下進(jìn)行熱解，得到的樣品置于稀釋后的鹽酸中浸泡12小時(shí)除去雜質(zhì)，然后用蒸餾水洗滌至中性，85℃烘干后研磨粉碎，經(jīng)過100目篩后，得到初步樣品蒙脫石-污泥基生物炭。

第三步：生物炭的改性，將初步燒制的蒙脫石-污泥基生物炭浸泡于一定濃度FeSO4·7H2O溶液中，并將混合溶液的pH調(diào)至5±0.2，同時(shí)不斷向溶液中通入N2，以去除溶液中溶有的氧氣以防Fe被氧化，然后在磁力攪拌條件下，緩慢加入NaBH4，使其在室溫下充分反應(yīng)30分鐘，將生成的物質(zhì)沉淀過濾后，用已被N2預(yù)脫氣1小時(shí)的乙醇洗滌3次，最后，將樣品置于真空干燥箱中95℃烘干后，研磨粉碎，得到改性完成的蒙脫石/納米零價(jià)鐵-污泥基生物炭。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效去除水中氮磷的復(fù)合改性污泥基生物炭的制備方法，其特征在于：所述第一步：剩余污泥的預(yù)處理中生物物理干化反應(yīng)器由滾筒干燥反應(yīng)器、通風(fēng)系統(tǒng)、排氣管路和監(jiān)測(cè)裝置組成。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效去除水中氮磷的復(fù)合改性污泥基生物炭的制備方法，其特征在于：所述第一步：剩余污泥的預(yù)處理中生物-物理干燥過程中，將脫水污泥和樹皮輔料按2：1比例混勻后，通過螺旋進(jìn)料機(jī)將物料送入滾簡(jiǎn)干燥反應(yīng)器，物料容積率為75％左右，進(jìn)料結(jié)束后，空氣泵連續(xù)向反應(yīng)器通入空氣，流量為30L(kgVS.h)(樹皮在馬弗爐中600℃灼燒至恒重)，通過溫度控制器將簡(jiǎn)壁控溫在40℃，干燥過程中生物物理干燥反應(yīng)器每12h旋轉(zhuǎn)18min(3r/min)，以翻轉(zhuǎn)堆體，干化污泥通過篩分，與松樹皮分離，風(fēng)干至恒重(含水率(2.33+-0.09％)，干基灰分含量(48.02+-0.46％))。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效去除水中氮磷的復(fù)合改性污泥基生物炭的制備方法，其特征在于：所述第二步：生物炭的初步燒制中預(yù)處理完成的剩余污泥粉末置于馬弗爐中燒制，炭化溫度由室溫(約為25℃)升溫至700℃，升溫速率為5℃/min，并在峰值保持2小時(shí)，以保證生物炭燒制完全。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效去除水中氮磷的復(fù)合改性污泥基生物炭的制備方法，其特征在于：所述第二步：生物炭的初步燒制中用于浸泡洗滌樣品的鹽酸，所采用的濃度為1mol/L(1g樣品：100ml鹽酸)，以保證雜質(zhì)能被完全洗滌除去。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效去除水中氮磷的復(fù)合改性污泥基生物炭的制備方法，其特征在于：所述第三步：生物炭的改性中所采用的溶液濃度為0.054mol/L FeSO4·7H2O溶液，0.108mol/L NaBH4，調(diào)節(jié)pH采用的是NaOH和HCl,其中磁力攪拌速率為500rpm。