一种除氟用污泥生物吸附材料及其制备方法技术

本申请公开了一种除氟用污泥生物吸附材料及其制备方法，将干燥的污泥粉末在600

【技术实现步骤摘要】
一种除氟用污泥生物吸附材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于废水除氟
，具体涉及一种除氟用污泥生物吸附材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来水体中氟化物的去除主要包括沉淀絮凝法、膜处理法、离子交换法、吸附法。其中沉淀絮凝法存在处理效果差，且生成细小颗粒难以沉淀的缺点；膜处理法存在不适用于高盐度和完全溶解的含固体颗粒的废水，且容易受到膜污染，成本较高的缺点；离子交换法存在离子交换树脂成本较高，处理后的水pH值较低，氯化物含量有时较高，应用推广受到一定限制的缺点。只有吸附法被证明是一种低成本、易操作的技术，与其他技术相比吸附产生的无害废物数量相对较少。由于材料成本低、操作条件可控、吸附容量高、具有再利用潜力和再生可能性等优点，因此吸附除氟被认为是最有前途的除氟处理方法。
[0003]而另一方面随着我国经济的高速发展，城市的污水产量与排放量与日俱增，据统计目前我国污泥年产量已超过6000万吨，对环境造成了巨大的负担。污泥中含有大量细菌、病毒等微生物，重金属离子，难降解有机污染物等物质，因此污泥需要进行卫生处理，否则将会带来二次污染，危害环境。由于我国对污泥处理的工作开展的较晚，虽然各种技术种类繁多，但是并没有统一的标准，目前我国污泥的主要处置方法主要包括卫生填埋、污泥堆肥、干化焚烧。但这些处置方法都存在占用土地资源，产生臭气，以及运输成本等问题。因此污泥的处置及资源化利用问题受到了各界人士的关注，并已经被确定为“未来的废物问题”。
[0004]中国专利CN202110672044.9公开了一种多效除氟药剂及其制备方法和应用。多效除氟药剂，包括按重量份数计的如下组分：聚合铝盐以Al2O3计3～10份、聚合铝铁盐以Al2O3计8～15份、氧化剂2～10份、醋酸盐3～6份、聚二甲基二烯丙基氯化铵0.5～1.5份、亚氨基二乙酸1～3份和氯化羟铝2～3份。本专利技术的除氟药剂，可使处理后的水中氟离子的浓度≤1.0mg，可达到GB3838
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2002《地表水环境质量标准》规定的地表水Ⅲ类的要求，兼具除氟、脱氮、脱磷和除COD的作用，且去除效果稳定，在较低的投加量下即可实现较高的去除率，并且投加量少，处理过程中产生的污泥量少，且污泥较易处理，综合成本低，但是考虑到处理效果差，占用土地资源，产生臭气，现有技术显得略有不足。
[0005]
技术实现思路

[0006]解决的技术问题：针对现有技术的不足，本申请解决了目前存在的现有处理效果差，且生成细小颗粒难以沉淀，且容易受到膜污染，成本较高，处理后的水pH值较低，氯化物含量有时较高难题；提供了一种除氟用污泥生物吸附材料及其制备方法。
[0007]技术方案：
为实现上述目的，本申请通过以下技术方案予以实现：一种除氟用污泥生物吸附材料及其制备方法，所述制备方法具体步骤为：步骤1：将干燥的污泥粉末在600
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650℃下热解40
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60min，获得污泥生物炭；步骤2，将污泥生物炭与醋酸钾按质量比为1:0.5
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2混合后再次在600
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650℃下热解40
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60min，离心、冲洗、烘干、粉碎，制得污泥基生物炭；步骤3，将氯化铝、氯化铈溶解在去离子水中，制得混合液，并与步骤2制得的污泥基生物炭进行充分混合；步骤4，然后向混合溶液中滴加氢氧化钠溶液，调节溶液pH至7
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7.5，充分搅拌10
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12小时后离心、冲洗、烘干、粉碎，制得除氟用污泥生物吸附材料。
[0008]作为本专利技术的一种优选技术方案：所述步骤3中所述的氯化铝和氯化铈摩尔比为2:1。
[0009]作为本专利技术的一种优选技术方案：所述步骤3中所污泥基生物炭与所述混合液的质量体积比为0.5
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1g:50mL。
[0010]作为本专利技术的一种优选技术方案：所述步骤3中污泥基生物炭与混合液混合前，先按质量份数配比称取污泥基生物炭100份，石墨烯0
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5份，过氧乙酰胺2
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4份，电石渣1
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3份，并超声分散2h，再以3000rpm的速度离心，真空烘干后研磨，过200
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400目筛处理污泥基生物炭，然后再按处理后的污泥基生物炭与混合液的质量体积比为0.5
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1g:50mL加入混合液。
[0011]作为本专利技术的一种优选技术方案：所述步骤4中所述氢氧化钠溶液的浓度为1
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3mol/L。
[0012]作为本专利技术的一种优选技术方案：所述步骤2和步骤4中所述的烘干的温度60
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90℃。
[0013]本申请还公开了上述制备方法制得的除氟用污泥生物吸附材料。
[0014]有益效果：本申请提供了一种除氟用污泥生物吸附材料及其制备方法，与现有技术相比，具备以下有益效果：1、利用氟化物对金属离子具有强烈亲和力的特性，将铝离子和铈离子负载到生物炭上，获得应用于废水中氟化物去除的新型吸附材料；2、提供一种除氟用污泥生物吸附材料用于除水中氟的双金属改性污泥基吸附。
[0015]3、与现有技术相比，本专利技术将废物资源化利用，很好地将污泥转变为比表面积较大的生物炭。
[0016]4、对氟化物进行吸附时去除效率能达到80%以上，吸附容量在80
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110 mg/g。
[0017]5、该技术通过特定的温度、比例将污泥热解为孔径丰富，比表面积较大的污泥基生物炭，并通过加碱沉淀的方法将对氟离子有亲和力的金属离子负载到污泥生物炭上。
[0018]6、该技术对污泥进行了废物利用；操作简便；用料的种类和含量较少。
[0019]具体实施方式
[0020]下面结合实例对本专利技术的具体实施方式及工作过程作进一步说明。
[0021]实施例1：
一种除氟用污泥生物吸附材料及其制备方法，步骤为：步骤1：将干燥的污泥粉末在600℃下热解40min，获得污泥生物炭；步骤2，将污泥生物炭与醋酸钾按质量比为1:0.5混合后再次在600℃下热解40min，离心、冲洗、烘干、粉碎，制得污泥基生物炭；所述的烘干的温度60℃；步骤3，将氯化铝、氯化铈溶解在去离子水中，制得混合液，并与步骤2制得的生物炭进行充分混合；所述的氯化铝和氯化铈摩尔比为2:1；所生物炭与所述混合液的质量体积比为0.5g:50mL；步骤4，然后向混合溶液中滴加氢氧化钠溶液，调节溶液pH至7，充分搅拌10小时后离心、冲洗、烘干、粉碎，制得除氟用污泥生物吸附材料；所述氢氧化钠溶液的浓度为1mol/L；所述的烘干的温度60℃。
[0022]实施例2：一种除氟用污泥生物吸附材料及其制备方法，步骤为：步骤1：将干燥的污泥粉末在630℃下热解50min，获得污泥生物炭；步骤2，将污泥生物炭与醋酸钾按质量比为1:1.8混合后再次在630℃下热解50min，离心、冲洗、烘干、粉碎，制得污泥基生物炭；所述的烘干的温度80℃；步骤3，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种除氟用污泥生物吸附材料的制备方法，其特征在于：所述制备方法具体步骤为：步骤1：将干燥的污泥粉末在600
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650℃下热解40
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60min，获得污泥生物炭；步骤2，将污泥生物炭与醋酸钾按质量比为1:0.5
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2混合后再次在600
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650℃下热解40
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60min，离心、冲洗、烘干、粉碎，制得污泥基生物炭；步骤3，将氯化铝、氯化铈溶解在去离子水中，制得混合液，并与步骤2制得的污泥基生物炭进行充分混合；步骤4，然后向混合溶液中滴加氢氧化钠溶液，调节溶液pH至7
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7.5，充分搅拌10
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12小时后离心、冲洗、烘干、粉碎，制得除氟用污泥生物吸附材料。2.根据权利要求1所述除氟用污泥生物吸附材料的制备方法，其特征在于：所述步骤3中所述的氯化铝和氯化铈摩尔比为2:1。3.根据权利要求1所述除氟用污泥生物吸附材料的制备方法，其特征在于：所述步骤3中所污泥基生物炭与所述混合液的质量体积比为0...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶长青，李舒舒，宋明珊，童琳，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：