本发明专利技术涉及尾水硝酸盐净化技术领域，尤其涉及一种生物炭铁屑耦合填料及其制备方法与应用。该生物炭铁屑耦合填料的制备方法，包括以下步骤：将生物炭与酸液混合后进行酸化处理，研磨后得到改性生物炭；将陶粒与胶黏剂混合后，得到覆盖有胶黏剂的陶粒备用；将改性生物炭、铁屑、覆盖有胶黏剂的陶粒混合，静置得到生物炭铁屑耦合填料。本发明专利技术的生物炭铁屑耦合填料具有化学反硝化和生物反硝化两种途径去除硝酸盐，并且不需要额外的有机物，对硝酸盐去除效果好，运行成本低。运行成本低。运行成本低。
【技术实现步骤摘要】
一种生物炭铁屑耦合填料及其制备方法与应用
[0001]本专利技术涉及尾水硝酸盐净化
，尤其涉及一种生物炭铁屑耦合填料及其制备方法与应用。
技术介绍
[0002]水体中硝酸盐氮的富集是环境领域日益关注的问题。氮污染导致水体富营养化，危害人类健康，破坏生态系统。二级出水和城市水流中硝酸盐氮的系统管理仍然是一个挑战。此外，受硝酸盐污染的废水和地下水的碳氮比较低，导致脱氮反应的碳源不足，并且缺乏成熟且具有成本效益的处理技术。
[0003]现有技术利用硫代硫酸盐、甲醇和乙酸等外源有机源来维持高脱氮率，但是存在无机降解物和有机残留物的二次污染。那么，无需额外碳源的自养反硝化对于实际的水处理工艺更为可行，且二次污染最小。
[0004]铁作为自然界中的一种丰富元素，深刻影响着氮的地球化学循环。由于铁的强大还原潜力，大量研究将铁应用于通过化学和生物途径去除硝酸盐。铁作为一种广泛使用的材料，广泛应用于硝酸盐去除。但是铁在硝酸盐降解中的应用受到电子传递速率的限制，导致使用铁去除硝酸盐的速率较低。
[0005]因此，如何提供一种水体硝态氮高吸附效率的方法，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的在于提供一种生物炭铁屑耦合填料及其制备方法与应用，以解决现有技术存在的缺陷。
[0007]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0008]本专利技术提供了一种生物炭铁屑耦合填料的制备方法，包括以下步骤：
[0009](1)将生物炭与酸液混合后进行酸化处理，研磨后得到改性生物炭；
[0010](2)将陶粒与胶黏剂混合后，得到覆盖有胶黏剂的陶粒备用；
[0011](3)将改性生物炭、铁屑、覆盖有胶黏剂的陶粒混合，静置得到生物炭铁屑耦合填料；
[0012]所述步骤(1)与步骤(2)没有先后顺序。
[0013]优选的，生物炭与酸液的固液比为1:2～4；酸液为盐酸和硝酸的混合溶液，酸液中硝酸的浓度为0.3～0.5mol/L，盐酸的浓度为0.15～0.25mol/L。
[0014]优选的，所述酸化处理是将生物炭与酸液混合后进行震荡，所述酸化处理的时间为2～3h。
[0015]优选的，改性生物炭和铁屑的质量比为1:1.8～2.2；
[0016]生物炭与陶粒的质量比为0.8～1.2:50；
[0017]胶黏剂与陶粒的质量比为0.8～1.2:20。
[0018]优选的，所述改性生物炭的粒径≤18目；所述陶粒的粒径为10～20nm。
[0019]优选的，所述步骤(3)静置的时间为22～26h。
[0020]本专利技术还提供了一种由上述制备方法制备得到的生物炭铁屑耦合填料。
[0021]本专利技术还提供了一种生物炭铁屑耦合填料的应用，用于去除硝酸盐。
[0022]优选的，将生物炭铁屑耦合填料用于反硝化反应柱。
[0023]优选的，所述反硝化反应柱底部为瓜子片，上部为生物炭铁屑耦合填料；所述瓜子片和生物炭铁屑耦合填料的体积比为1:1.8～2.2。
[0024]经由上述技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
[0025]1.本专利技术的生物炭铁屑耦合填料具有化学反硝化和生物反硝化两种途径去除硝酸盐，并且不需要额外的有机物，对硝酸盐去除效果好，运行成本低。
[0026]2.生物炭铁屑耦合填料中的生物炭可以通过物理吸附的方式去除一部分水体硝酸盐。
[0027]3.生物炭铁屑耦合填料的制作工艺简单，原料易得，总体成本低廉。
附图说明
[0028]图1为用实施例2及对比例1～4的填料分别制备的反硝化反应柱进、出水硝酸盐浓度；
[0029]图2为实施例2制备的2
‑
MAPB的各形态氮素变化。
具体实施方式
[0030]本专利技术提供了一种生物炭铁屑耦合填料的制备方法，包括以下步骤：
[0031](1)将生物炭与酸液混合后进行酸化处理，研磨后得到改性生物炭；
[0032](2)将陶粒与胶黏剂混合后，得到覆盖有胶黏剂的陶粒备用；
[0033](3)将改性生物炭、铁屑、覆盖有胶黏剂的陶粒混合，静置得到生物炭铁屑耦合填料；
[0034]所述步骤(1)与步骤(2)没有先后顺序。
[0035]在本专利技术中，生物炭与酸液的固液比为1:2～4，优选为1:2.5～3.5；酸液为盐酸和硝酸的混合溶液，酸液中硝酸的浓度为0.3～0.5mol/L，优选为0.35～0.45mol/L，盐酸的浓度为0.15～0.25mol/L，优选为0.18～0.22mol/L。
[0036]在本专利技术中，所述酸化处理是将生物炭与酸液混合后进行震荡，所述酸化处理的时间为2～3h，优选为2.2～2.6h，进一步优选为2.3～2.5h。
[0037]在本专利技术中，改性生物炭和铁屑的质量比为1:1.8～2.2，优选为1:1.9～2.1；
[0038]生物炭与陶粒的质量比为0.8～1.2:50，优选为0.9～1:50；
[0039]胶黏剂与陶粒的质量比为0.8～1.2:20，优选为0.9～1.1:20。
[0040]在本专利技术中，所述改性生物炭的粒径为≤18目，优选为≤20目；所述陶粒的粒径为10～20nm，优选为12～18nm。
[0041]在本专利技术中，所述步骤(3)静置的时间为22～26h，优选为25～25h。
[0042]本专利技术还提供了一种由上述制备方法制备得到的生物炭铁屑耦合填料。
[0043]本专利技术还提供了一种生物炭铁屑耦合填料的应用，用于去除硝酸盐。
[0044]在本专利技术中，将生物炭铁屑耦合填料用于反硝化反应柱。
[0045]在本专利技术中，所述反硝化反应柱底部为瓜子片，上部为生物炭铁屑耦合填料；所述瓜子片和生物炭铁屑耦合填料的体积比为1:1.8～2.2，优选为1：1.9～2.1。
[0046]在本专利技术中，所述瓜子片可以由其他常见水体净化材料如石英砂、沸石等替代。
[0047]下面结合实施例对本专利技术提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本专利技术保护范围的限定。
[0048]实施例1
[0049](1)将生物炭与酸液按固液比为1:2混合后震荡20h，随后用去离子水将生物炭滤出洗涤至滤液无色，将生物炭取出用球磨仪研磨至过20目网筛，得到改性生物炭，其中酸液为盐酸和硝酸的混合溶液，酸液中硝酸的浓度为0.3mol/L，盐酸的浓度为0.15mol/L；
[0050](2)将陶粒与酚醛树脂按质量比为20:0.8混合后，使陶粒表面均匀的涂抹上胶黏剂，得到覆盖有胶黏剂的陶粒备用；
[0051](3)先将改性生物炭、铁屑混合，随后和覆盖有胶黏剂的陶粒一同倒入滚筒搅拌机中，转速设置为80r/min，运行时间为10min，结束后将制作好的填料放置于通风处静置24h待其稳定，得到生物炭铁屑耦合填料，其中改性本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种生物炭铁屑耦合填料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将生物炭与酸液混合后进行酸化处理，研磨后得到改性生物炭；(2)将陶粒与胶黏剂混合后，得到覆盖有胶黏剂的陶粒备用；(3)将改性生物炭、铁屑、覆盖有胶黏剂的陶粒混合，静置得到生物炭铁屑耦合填料；所述步骤(1)与步骤(2)没有先后顺序。2.根据权利要求1所述的一种生物炭铁屑耦合填料的制备方法，其特征在于，生物炭与酸液的固液比为1:2～4；酸液为盐酸和硝酸的混合溶液，酸液中硝酸的浓度为0.3～0.5mol/L，盐酸的浓度为0.15～0.25mol/L。3.根据权利要求1或2所述的一种生物炭铁屑耦合填料的制备方法，其特征在于，所述酸化处理是将生物炭与酸液混合后进行震荡，所述酸化处理的时间为2～3h。4.根据权利要求1所述的一种生物炭铁屑耦合填料的制备方法，其特征在于，改性生物炭和铁屑的质量比为1:1.8～...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨肖娥，吴若凡，代快，李江舟，曹洋川，戚禹，殷梓程，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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