【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于污水处理，特别涉及一种生物质资源化水处理催化剂及其在污水自净化的应用。
技术介绍
1、规模化禽畜养殖场中，由于动物排泄物随饲养规模增加而变大，农业废弃物大量堆积，而动物粪便在未经处理前无法直接施用于农田或排放，否则会造成土壤和地下水的酸化、富营养、滋生细菌等污染问题。禽类养殖业尤其面临动物粪便产量大、堆肥处理成本高等难题。事实上，农业废弃物秸秆及禽畜粪便是放错地方的资源宝藏，其中含有的大量氮、磷、钾以及金属物种等无机质和优质有机质成分被闲置，得不到有效回收利用。生物碳源是一种很好的催化反应载体，而且饱含能量和电子，或许可以加以利用。
2、传统的污水、污泥净化处理方法可分为：微生物法，需要花费大量时间驯化微生物，还需要持续投入葡萄糖等有机碳源维持微生物生长和代谢，都是极大的资源能源消耗；或活性炭法，需要另外提供碳源和投入含有fe、ca等金属离子的试剂或材料，甚至需要额外进行制备还原态(零价)铁等的复杂工艺，不利于环保节能。
3、因此，目前仍面临农业废弃物处置和污水处理的时间、经济成本高昂的问题，也难以兼顾农业废弃物有效处置和水污染的环境问题，更鲜见将鸽粪作为生物碳源用于制备污水处理催化剂实现“以废治废”的报道。
技术实现思路
1、有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术的目的在于提供一种生物质资源化水处理催化剂llwr-1，使用该催化剂的整个净水过程无需消耗任何外加资源或能源，将禽畜粪便改造为具有自净化功能的催化剂，可以持续对有机碳、氨、氮污染水体进
2、本专利技术的目的采用以下技术方案来实现：
3、第一方面，本专利技术提供了一种生物质资源化催化剂的制备方法，包括以下步骤：
4、s1.资源回收：将一般鸽粪去除肉眼可见的杂质部分以后，进行回收以便于后续制备过程中的利用；
5、s2.干燥脱水：对鸽粪进行干燥脱水处理，得到干燥的鸽粪，其含水量应低于10％；
6、s3.杂质去除：将干燥以后的鸽粪细筛并除去碎屑，浮渣等杂质，得到纯净的鸽粪；
7、s4.碳化处理：将上述步骤s3.得到的纯净鸽粪置于马弗炉中并升温至200℃～600℃进行热处理，在该温度下加热2-3个小时，使鸽粪得到充分碳化；
8、s5.冷却过筛：碳化完成后，等待马弗炉自然冷却，催化剂表面降至常温后，进行过筛，得到粒径为1mm～6mm的生物质资源化水处理催化剂。
9、优选的，上述步骤s2中，干燥脱水时使用太阳能或风能。
10、优选的，上述步骤s4中，碳化处理的热处理温度为250℃～550℃，升温速率保持在5℃～20℃/分钟范围。
11、更优选的，上述步骤s4中，碳化处理的热处理温度为250℃～500℃，升温速率保持在10℃～15℃/分钟范围。
12、优选的，上述步骤s5中，冷却过筛得到的生物质资源化水处理催化剂的粒径为2mm～5mm，更优选的，粒径为3mm～4mm。
13、第二方面，本专利技术提供一种生物质资源化水处理催化剂llwr-1，所述生物质为鸽粪。
14、第三方面，本专利技术还提供一种上述制备方法制备得到的生物质资源化水处理催化剂在污水处理中的应用。
15、优选的，所述应用包括对污水进行脱氨氮处理。
16、优选的，所述应用包括降低污水中总有机碳。
17、第四方面，本专利技术还提供一种含有上述生物质资源化水处理催化剂的一体化水处理系统，所述一体化水处理系统采用二级串联形式搭建，包括一号反应器、二号反应器；所述一号反应器填充有水处理催化剂，所述二号反应器填充上述生物质资源化水处理催化剂llwr-1。
18、优选的，所述一号反应器填充的水处理催化剂为具有富/贫电子中心的双反应中心(drc)的催化剂。
19、更优选的，所述一号反应器填充的水处理催化剂为专利号201710859772.4所述的基于al2o3基双反应中心的水处理催化剂hcll-s8。
20、本专利技术的有益效果在于：
21、(1)本专利技术提供的生物质资源化催化剂是对通过鸽粪中丰富的有机质、无机质及活性金属组分进行提取和利用，所述有机质、无机质及活性金属的有序络合得到的生物质资源化水处理催化剂，基于阳离子-π相互作用原理，形成具有富/贫电子中心的双反应中心(drc)能够诱发催化剂表面电子定向极化分布，进而利用污水中的天然有机物、溶解氧等内能实现水净化，具有科学性和先进性，是将低值生物质资源化转化制备高值双反应中心型水处理催化剂与一系列技术手段巧妙结合，开创性提供一种新的水处理技术。
22、(2)本专利技术提供的填充hcll-s8和llwr-1的二级串联水处理系统可以有效的降低污废水中的氨氮含量，和/或总有机碳含量，且可以适用于不同场景的污水快速净化，连续使用效果好，从而实现以低廉从成本有效处置农业废弃物并达到净化水体的目的。
23、(3)以鸽粪为代表的农业废弃生物质物供应市场大、原料廉价易得，本专利技术所述生物质资源化水处理催化剂的制备方法简单，可以显著提高农业废弃物利用率，且便于推广应用。
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1.一种生物质资源化水处理催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，碳化处理的热处理温度为250℃～550℃，升温速率保持在5℃～20℃/分钟范围。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，碳化处理的热处理温度为250℃～500℃，升温速率保持在10℃～15℃/分钟范围。
4.根据权利要求1-3任一项中所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S5中，冷却过筛得到的生物质资源化水处理催化剂的粒径为2mm～5mm。
5.一种如权利要求1所述制备方法得到的生物质资源化水处理催化剂LLWR-1。
6.权利要求1所述制备方法得到的生物质资源化水处理催化剂在污水处理中的应用。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，包括对污水进行脱氨脱氮处理。
8.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，包括降低污水中总有机碳。
9.一体化水处理系统，其特征在于，所述一体化水处理系统采用二级串联形式搭建，包括一号反应器和二号反应器
10.根据权利要求9所述的一体化水处理系统，其特征在于，其中所述一号反应器填充的催化剂为基于Al2O3基双反应中心的水处理催化剂。
...【技术特征摘要】
1.一种生物质资源化水处理催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s4中，碳化处理的热处理温度为250℃～550℃，升温速率保持在5℃～20℃/分钟范围。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s4中，碳化处理的热处理温度为250℃～500℃，升温速率保持在10℃～15℃/分钟范围。
4.根据权利要求1-3任一项中所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s5中，冷却过筛得到的生物质资源化水处理催化剂的粒径为2mm～5mm。
5.一种如权利要求1所述制备方法得到的生物质资源化水处理催化剂llwr-1。
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【专利技术属性】
技术研发人员：刘溢，曹文锐，吕来，胡春，李容，郑乐熙，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：发明
国别省市：
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