[发明专利]负载型污泥基生物质炭吸附剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种负载型污泥基生物质炭吸附剂的制备方法，其特征在于包括有以下步骤：(1)以污泥为原料制备得到粒径为2～4mm的污泥生物炭颗粒；(2)以二价金属盐和三价金属盐为原料，经过水热共沉法制备改性剂对污泥生物炭颗粒进行基体改性，最终制得所需的负载型污泥基生物质炭吸附剂。与现有技术相比，本发明制得的负载型污泥基生物质炭吸附剂能够提高除磷效果。

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，具体指一种负载型污泥基生物质炭吸附剂的制备方法。

背景技术

磷浓度过高是引起水体富营养化的主要因素之一，除磷是控制水体富营养化的有效手段。除磷方法包括化学法、生物法和吸附法，其中吸附法由于其具有其价格低廉、效率高和操作简单等优点而被广泛运用，因此寻找一种经济、高效的除磷吸附剂具有重要的意义。

污泥生物炭(sewage sludge biochar，SSBC)是指污泥在无氧或限氧条件下高温热解产生的不完全炭化产物，其表面化学结构复杂，孔隙结构丰富。污泥热解不仅可以为污泥处理处置提供一条新的途径，其制得的污泥生物炭也可以作一种优良的吸附载体，回收水中磷。然而SSBC表面的含氧活性基团使其通常带负电荷，主要通过静电作用吸附磷酸盐，其理论最大吸附量仅为1.469～2.442mg·g^-1，吸附能力较弱，因此有必要对生物炭进行活化改性增强其对磷酸盐的吸附能力。

层状双氢氧化物(layereddoublehydroxides，LDHs)是一种具有较大比表面积、较高阴离子交换容量及特殊性质(酸碱性、结构记忆效应、层间阴离子可交换性和微孔结构)的无机阴离子交换剂，对磷酸盐具有良好的吸附性能。但是由于LDHs材料呈粉末晶体状，将其直接应用于污水除磷，将面临比重低、颗粒小以及后期难以实现固液分离等问题，难以推广及利用。

专利申请号为CN201810682980.6(公布号为CN108837803A)的发明专利《一种层状双氢氧化物负载生物炭复合材料的制备方法》公开了以生物质材料为原料，采用共沉淀与热解活化相结合的方法制备得到的层状双氢氧化物负载生物炭复合材料具有较大的比表面积，可用于用于污水中阴离子的移除。

但是上述方案中，一方面，生物质材料先覆膜改性再高温煅烧为生物炭，高温煅烧会对LDHs材料的性状产生影响，导致改性效果不佳；另一方面，改性生物炭材料粒径小，没有办法解决LDHs材料存在的问题，其吸附效果不如直接使用LDHs材料对磷进行吸附。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种能够提高除磷效果的负载型污泥基生物质炭吸附剂的制备方法。

本发明解决技术问题所采用的技术方案为：一种负载型污泥基生物质炭吸附剂的制备方法，其特征在于包括有以下步骤：

(1)以污泥为原料制备得到粒径为2～4mm的污泥生物炭颗粒；

(2)以二价金属盐和三价金属盐为原料，经过水热共沉法制备改性剂对污泥生物炭颗粒进行基体改性，最终制得所需的负载型污泥基生物质炭吸附剂。

优选地，所述步骤(1)的具体步骤如下：将作为原料的污泥放入马弗炉中，在绝氧条件下进行热解，然后将热解后的产物进行冷却、过筛，得到所需的污泥生物炭颗粒。

进一步，所述热解的热解温度为500～600℃，热解时间为1～2h。

进一步，所述冷却所采用的设备为冷渣机器。

进一步，所述过筛的目数为5目。

优选地，所述步骤(2)的具体步骤如下：

(2.1)配置0.1～0.2mol/L的三价金属盐和0.2～0.4mol/L的二价金属盐溶液备用；