【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于环保，具体涉及一种用于去除污水中氮磷和重金属的污泥气化渣复合材料的制备方法。
技术介绍
1、随着城市人口的增长和工业化的高速发展，以及城市生活污水和工业废水排放增加，使得水域环境存在着重金属超标和富营养化的复合污染的风险，同时导致污泥数量大幅上升，大量的污泥产生既不利于保护环境也缺少经济效益。污泥气化渣是污水处理厂将污泥脱水造粒后置于气化炉中，利用热解气化技术生成的炉渣，该技术可使污泥减量90％以上，但由于其焚烧制度所限，炉渣颗粒形状和强度不均匀，较难作为骨料在普通混凝土中应用。
2、城市污水富含氮、磷，同时存在重金属等污染，直接排放汇入地表水系不但会引发周边水体富营养化，重金属也会对人体造成严重的危害。人工湿地是由填料(基质)、植物和微生物组成的复合系统，可通过过滤、吸附等途径来实现对污染物的高效净化，实现废水的资源化和无害化。目前用于人工湿地基质的填料中，碎石、砂砾由于自身密度较大且孔隙率小导致其吸附效果不佳，而吸附效果较好的多孔材料包括沸石、陶粒等成本较高，具有一定的应用局限性。另有纳米粉体材料在水中易发生团聚，难以实现对吸附位点的高效利用，且粉体材料回收困难，易造成二次污染。
3、污泥气化渣具有轻质、表面粗糙、多孔的特点，同时比表面积较大，可用于水体中污染物的过滤和吸附。但直接采用污泥气化渣对污水进行过滤和吸附，吸附效果尤其是对污水中氮、磷和重金属的吸附效果不佳。污泥气化渣颗粒表面和间隙中的杂质会堵塞孔道、掩盖吸附位点，限制了污泥气化渣的吸附能力，所以，对污泥气化渣进行改性处理是提高
技术实现思路
1、本专利技术为了解决现有技术存在的不足，提供一种用于去除污水中氮磷和重金属的污泥气化渣复合材料的制备方法，以污泥气化渣为基底材料，在经过物理、化学改性的污泥气化渣表面负载羟基氧化铁，由此制得能有效去除污水中氮磷和重金属的污泥气化渣复合材料；该方法对污泥气化渣的理化性质加以改善，并将其作为人工湿地的基质使用，在实现污泥气化渣的资源化利用的同时，可显著降低人工湿地的建设成本，实现污水的无害化处理。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：用于去除污水中氮磷和重金属的污泥气化渣复合材料的制备方法，包括以下步骤：
3、s1、筛选适当粒径的污泥气化渣，将筛选后的污泥气化渣用去离子水进行多次清洗，以洗去表面的灰分和杂质，放入烘箱中干燥，冷却至室温备用；
4、s2、称取30-50g预处理的污泥气化渣置于500ml锥形瓶中，加入一定体积的fecl3溶液，用磁力搅拌器进行搅拌，搅拌过程中向锥形瓶中逐滴加入naoh溶液，使ph值至11-12；
5、s3、将锥形瓶在60～80℃恒温水浴环境中陈化；
6、s4、水浴后取出锥形瓶中的污泥气化渣，用去离子水洗至中性，然后置于烘箱内烘干，取出冷却至室温，得到羟基氧化铁污泥气化渣复合材料。
7、用于去除污水中氮磷和重金属的污泥气化渣复合材料的制备方法，包括以下步骤：
8、1)、筛选适当粒径的污泥气化渣，将筛选后的污泥气化渣用去离子水进行多次清洗，以洗去表面的灰分和杂质，放入烘箱中干燥，冷却至室温备用；
9、2)、称取50-80g预处理的污泥气化渣置于烧杯中，加入20％ hno3溶液，使用磁力搅拌器进行搅拌后用去离子水洗至中性，置于烘箱中烘干，得到酸活化污泥气化渣；
10、3)、称取30-50g酸活化污泥气化渣置于500ml锥形瓶中，加入一定体积的fecl3溶液，用磁力搅拌器进行搅拌，搅拌过程中向锥形瓶中逐滴加入naoh溶液，使ph值至11-12；
11、4)、将锥形瓶在60～80℃恒温水浴环境中陈化；
12、5)、水浴后取出锥形瓶中的污泥气化渣，用去离子水洗至中性，然后置于烘箱内烘干，取出冷却至室温，得到羟基氧化铁酸活化污泥气化渣复合材料。
13、用于去除污水中氮磷和重金属的污泥气化渣复合材料的制备方法，包括以下步骤：
14、a、筛选适当粒径的污泥气化渣，将筛选后的污泥气化渣用去离子水进行多次清洗，以洗去表面的灰分和杂质，放入烘箱中干燥，冷却至室温备用；
15、b、称取50-80g预处理污泥气化渣浸渍到fe(no3)3和20％hno3混合溶液中，均匀搅拌后放入烘箱干燥，将烘干后的样品置于马弗炉中进行炭化，取出冷却至室温，用去离子水清洗，烘干备用，得到磁化污泥气化渣；
16、c、称取30-50g磁化污泥气化渣置于500ml锥形瓶中，加入一定体积的fecl3溶液，用磁力搅拌器进行搅拌，搅拌过程中向锥形瓶中逐滴加入naoh溶液，使ph值至11-12；
17、d、将锥形瓶在60～80℃恒温水浴环境中陈化；
18、e、水浴后取出锥形瓶中的污泥气化渣，用去离子水洗至中性，然后置于烘箱内烘干，取出冷却至室温，得到羟基氧化铁磁化污泥气化渣复合材料。
19、进一步的，污泥气化渣粒径分别为3-5mm、5-10mm、10-15mm。
20、进一步的，烘箱设定温度为100℃-110℃。
21、进一步的，fecl3溶液浓度为0.1-0.5mol/l，且活化过程中污泥气化渣与fecl3溶液的质量与体积比为1g:10ml；逐滴加入naoh溶液的浓度为0.5-2mol/l。
22、进一步的，加入fecl3溶液过程中磁力搅拌器转速为100r/min，搅拌时间为2h。
23、进一步的，在60～80℃恒温水浴环境中陈化时间为16～20h。
24、进一步的，步骤2)中hno3溶液浓度为1-2mol/l；步骤2)中酸活化污泥气化渣磁力搅拌器搅拌时间为24h。
25、进一步的，步骤b中污泥气化渣浸渍时间为24～36h；fe(no3)3溶液浓度为1-2mol/l；马弗炉的烧制温度为600-700℃；炭化时间为2-3h。
26、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)利用污泥气化渣表面粗糙、多孔的特点，在不同改性污泥气化渣表面负载羟基氧化铁，使污泥气化渣表面结构进一步优化，小颗粒在其表面均匀分布，微孔增多，孔径增大，活性增强，离子交换性能等得到进一步改善，使羟基氧化铁污泥气化渣具有较大的比表面积和较多的吸附位点，提高其在水溶液中的吸附性能，增加对污染物的去除效果。(2)经羟基氧化铁负载后的污泥气化渣内有适量的阳离子fe3+，当带正电荷的fe3+与带负电的金属离子相接触后可产生静电作用，使得该吸附剂吸附能力增强。(3)负载羟基氧化铁对带负电的阴离子污染物有吸附作用，复合材料表面的铁离子也可通过化学沉本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.用于去除污水中氮磷和重金属的污泥气化渣复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.用于去除污水中氮磷和重金属的污泥气化渣复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
3.用于去除污水中氮磷和重金属的污泥气化渣复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
4.根据权利要求1-3任一项所述的用于去除污水中氮磷和重金属的污泥气化渣复合材料的制备方法，其特征在于：污泥气化渣粒径分别为3-5mm、5-10mm、10-15mm。
5.根据权利要求1-3任一项所述的用于去除污水中氮磷和重金属的污泥气化渣复合材料的制备方法，其特征在于：烘箱设定温度为100℃-110℃。
6.根据权利要求1-3任一项所述的用于去除污水中氮磷和重金属的污泥气化渣复合材料的制备方法，其特征在于：FeCl3溶液浓度为0.1-0.5mol/L，且活化过程中污泥气化渣与FeCl3溶液的质量与体积比为1g:10mL；逐滴加入NaOH溶液的浓度为0.5-2mol/L。
7.根据权利要求1-3任一项所述的用于去除污水中氮磷和重金属的污泥气化渣
8.根据权利要求1-3任一项所述的用于去除污水中氮磷和重金属的污泥气化渣复合材料的制备方法，其特征在于：在60～80℃恒温水浴环境中陈化时间为16～20h。
9.根据权利要求2所述的用于去除污水中氮磷和重金属的污泥气化渣复合材料的制备方法，其特征在于：步骤2)中HNO3溶液浓度为1-2mol/L；步骤2)中酸活化污泥气化渣磁力搅拌器搅拌时间为24h。
10.根据权利要求3所述的用于去除污水中氮磷和重金属的污泥气化渣复合材料的制备方法，其特征在于：步骤B中污泥气化渣浸渍时间为24～36h；Fe(NO3)3溶液浓度为1-2mol/L；马弗炉的烧制温度为600-700℃；炭化时间为2-3h。
...【技术特征摘要】
1.用于去除污水中氮磷和重金属的污泥气化渣复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.用于去除污水中氮磷和重金属的污泥气化渣复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
3.用于去除污水中氮磷和重金属的污泥气化渣复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
4.根据权利要求1-3任一项所述的用于去除污水中氮磷和重金属的污泥气化渣复合材料的制备方法，其特征在于：污泥气化渣粒径分别为3-5mm、5-10mm、10-15mm。
5.根据权利要求1-3任一项所述的用于去除污水中氮磷和重金属的污泥气化渣复合材料的制备方法，其特征在于：烘箱设定温度为100℃-110℃。
6.根据权利要求1-3任一项所述的用于去除污水中氮磷和重金属的污泥气化渣复合材料的制备方法，其特征在于：fecl3溶液浓度为0.1-0.5mol/l，且活化过程中污泥气化渣与fecl3溶液的质量与体积比为1g:10ml；逐滴加入...
【专利技术属性】
技术研发人员：马军涛，赵顺波，刘佳音，王晓琦，王慧贤，
申请(专利权)人：华北水利水电大学，
类型：发明
国别省市：
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