System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 铁锰基复合微藻生物炭材料作为除磷吸附剂在含磷废水处理中的应用制造技术_技高网

铁锰基复合微藻生物炭材料作为除磷吸附剂在含磷废水处理中的应用制造技术

技术编号:42688455 阅读:13 留言:0更新日期:2024-09-10 12:36
本发明专利技术公开了铁锰基复合微藻生物炭材料作为除磷吸附剂在含磷废水处理中的应用,所述铁锰基复合微藻生物炭材料的制备方法如下:将小球藻粉浸渍在氯化铁、硫酸锰和EDTA混合液中,烘干研磨后进行热解得到铁锰基复合微藻生物炭材料。所述生物炭比表面积较大、含氧官能团丰富、吸附位点多,氯化铁的添加使其具有磁性易于回收,硫酸锰的添加使其比表面积和含氧官能团增加,生物炭结构呈片状堆积的聚集体,吸附能力强,可应用于含磷污染水体的处理。EDTA的加入使铁锰更好地负载在微藻上,并能使生物炭与磷酸盐产生特异性化学吸附,进一步提高了材料的吸附性能,为水生环境中磷酸盐的去除与有害藻类的回收利用提供了新途径和思路。

【技术实现步骤摘要】

:本专利技术涉及固体废弃物资源化利用和含磷废水处理,具体涉及铁锰基复合微藻生物炭材料作为除磷吸附剂在含磷废水处理中的应用


技术介绍

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技术介绍

1、磷是水生生物生长所必需的元素之一。然而,磷的过量输入会导致水体富营养化,并伴随着藻类的过度生长。爆发的藻类具有生长能力强、适应性广等特点,并释放藻类毒素,不仅对水生态环境造成严重破坏和危害,甚至影响人类的生产活动和身体健康。因此,寻找一种有效的方法来去除水体中磷酸盐污染以及对有害藻类进行回收利用已成为当前全球广泛关注的问题。

2、目前常用的除磷技术有化学沉淀法、生物处理法、膜分离法和吸附法等,其中吸附法因其效率高、操作简单、成本低、副产物少而受到更多关注。因此,寻求低成本、高性能的吸附剂去除水体污染具有重要的应用前景。在众多吸附剂中,生物炭因其相对较大的比表面积和丰富的含氧基团(如羟基和羧基),对重金属和阴离子具有良好的亲和力,因此目前已被广泛应用研究。制备生物炭的原料包括秸秆、污泥、木屑、藻类和动物粪便等。其中藻类是一类繁殖速度快、生物量大的优质生物质资源,使用藻类作为生物炭原料可为有害藻类的回收利用提供新思路。


技术实现思路

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技术实现思路

1、本专利技术提供了铁锰基复合微藻生物炭材料作为除磷吸附剂在含磷废水处理中的应用,在铁锰元素对生物炭改性的基础上引入乙二胺四乙酸(edta),所得铁锰基复合微藻生物炭材料的比表面积较大、含氧官能团丰富,对磷酸盐吸附能力强,为水生环境中磷酸盐的去除和有害藻类的回收利用提供了新途径。

2、本专利技术是通过以下技术方案予以实现的:

3、铁锰基复合微藻生物炭材料作为除磷吸附剂在含磷废水处理中的应用,所述铁锰基复合微藻生物炭材料为负载铁锰的微藻生物炭,主要由氯化铁、硫酸锰、小球藻和edta为原材料制备而成,其制备方法,包括如下步骤:

4、1)将小球藻粉与氯化铁、硫酸锰、edta混合进行浸渍,经固液分离干燥、研磨后,得到预处理藻粉混合物;

5、2)将预处理的藻粉混合物进行热解,热解温度为500-800℃,干燥后得到铁锰基复合微藻生物炭。

6、优选的,步骤1)中,所述的小球藻:氯化铁:硫酸锰的质量比是1:0.5-1.25:0.5-1.25,更优选为1:1-1.25:0.875-1.25,edta的浓度为0.05-0.15m。

7、优选的,步骤1)中,所述的浸渍为:加入水作为分散剂,在40-60℃的水浴,以搅拌速度为500-600r/min进行浸渍,浸渍时间为120-180min。

8、优选的,步骤1)中,所述的固液分离采用高速离心法,离心速度为4000-5000r/min,离心时间为15-20min。

9、优选的,所述的干燥采用真空烘箱干燥法,干燥温度为60-100℃、干燥时间为24-36h。

10、优选的,步骤2)中,升温速率为5-10℃/min,热解时间为60-120min;热解前通15-20min的氮气,全程氮气保护,氮气流量为100ml-200/min。

11、本专利技术的有益效果如下:

12、(1)本专利技术以生物量大、来源广泛且价格低廉的微藻为原料,经过高温热解得到了比表面积较大、含氧官能团丰富、且n、o吸附位点多的铁锰基复合微藻生物炭材料。

13、(2)制备过程氯化铁的添加使其具有磁性易于回收,硫酸锰的添加使其比表面积和含氧官能团增加;edta的加入使铁锰更好地负载在微藻上,同时edta添加能使生物炭与磷酸盐产生特异性化学吸附,进一步提高了材料的吸附性能,得到的生物炭结构呈片状堆积的聚集体,吸附能力强,对于吸附污染水体中磷酸盐具有良好的效果,可应用于含磷污染水体的处理,为水生环境中磷酸盐的去除与有害藻类的回收利用提供了新途径和思路。

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【技术保护点】

1.铁锰基复合微藻生物炭材料作为除磷吸附剂在含磷废水处理中的应用,其特征在于,所述铁锰基复合微藻生物炭材料为负载铁锰的微藻生物炭,主要由氯化铁、硫酸锰、小球藻和EDTA为原材料制备而成,其制备方法包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,步骤1)中小球藻:氯化铁:硫酸锰的质量比是1:0.5-1.25:0.5-1.25。

3.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,步骤1)中小球藻:氯化铁:硫酸锰的质量优选为1:1-1.25:0.875-1.25。

4.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,步骤1)中EDTA的浓度为0.05-0.15M。

5.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,步骤1)中,所述的浸渍为:加入水作为分散剂,在40-60℃的水浴中以搅拌速度为500-600r/min进行浸渍,浸渍时间为120-180min。

6.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,步骤1)中,所述的固液分离采用高速离心法,离心速度为4000-5000r/min,离心时间为15-20min。

7.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,步骤1)所述的干燥采用真空烘箱干燥法,干燥温度为60-100℃、干燥时间为24-36h。

8.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,步骤2)中热解升温速率为5-10℃/min,热解时间为60-120min;热解前通15-20min的氮气,全程氮气保护,氮气流量为100ml-200/min。

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【技术特征摘要】

1.铁锰基复合微藻生物炭材料作为除磷吸附剂在含磷废水处理中的应用,其特征在于,所述铁锰基复合微藻生物炭材料为负载铁锰的微藻生物炭,主要由氯化铁、硫酸锰、小球藻和edta为原材料制备而成,其制备方法包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,步骤1)中小球藻:氯化铁:硫酸锰的质量比是1:0.5-1.25:0.5-1.25。

3.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,步骤1)中小球藻:氯化铁:硫酸锰的质量优选为1:1-1.25:0.875-1.25。

4.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,步骤1)中edta的浓度为0.05-0.15m。

5.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,步骤1)中...

【专利技术属性】
技术研发人员:付彩霞周曼欢王忠铭朱顺妮丰平仲秦磊
申请(专利权)人:中国科学院广州能源研究所
类型:发明
国别省市:

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