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一种强化污水磷回收蓝铁石的自支撑多功能导电碳粒材料制造技术

技术编号:40590807 阅读:15 留言:0更新日期:2024-03-12 21:51
本发明专利技术提供了一种强化污水磷回收蓝铁石的自支撑多功能导电碳粒材料的制备方法,该方法通过将农业废弃物收集烧制而成的生物碳粉经由螺杆挤压颗粒化技术制成具有自支撑性的碳粒,利用碳粒大比表面积、丰富的孔隙结构与官能团的特性,在其表面进行原位铁氧化物修饰改性,得到的自支撑导电碳粒能够基于碳材料本身氧还原活性与连续导电性对污水磷回收过程中的微生物胞外电子传递起到显著强化作用,同时丰富的三维空间结构为污水微生物提供生长定殖机会,碳粒及其表面修饰的铁氧化物为污水磷回收提供铁源与磷富集位点,使其实现在污水资源化中以高附加值产物蓝铁石形式原位高效回收磷,同时复合碳粒的自支撑特性有利于蓝铁石的分离回收与其在土壤修复改良与补充肥效中的应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于废水或污水生物化学处理,具体涉及到一种强化污水磷回收中磷的原位富集与微生物定殖及其胞外电子传递过程从而实现高附加值产物蓝铁石合成与分离回收的自支撑多功能导电碳粒材料的开发。


技术介绍

1、磷矿资源的日益匮乏与磷需求的不断增加导致了严重的磷资源危机,污水处理厂是磷的重要聚集地之一,每年污水处理厂可处理130万吨磷,因此对污水处理厂含磷废水的科学处理,可以有效避免水体富营养化的环境问题,同时解决磷污染与磷危机。目前国内外磷回收技术主要集中在生物除磷,吸附法,化学沉淀法与结晶法,相较于前三种工艺运行要求严格、材料条件受限、污泥产量高以及成本高等缺陷,结晶法磷回收因为其简单易行,经济高效成为一种可持续发展的磷回收技术。作为一种广泛存在自然环境和污水处理厂的磷酸亚铁矿物,蓝铁石结晶法是目前结晶磷回收技术的一大热点,蓝铁石结晶法回收磷的关键过程是污水微生物介导的异化铁还原中的电子传递过程。

2、导电材料的使用是增强污水厌氧异化铁还原电子传递过程的有效策略,近年来大量研究表明,具有大比表面积、丰富的孔隙结构与官能团以及电子交换容量等显著优势的碳本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种强化污水磷回收蓝铁石的自支撑多功能导电碳粒材料的制备方法,其特征在于包括以下步骤:(1)将农业废弃物收集后进行水洗、烘干、粉碎、过筛后,在马弗炉中进行烧制,得到粉末状生物碳材料。(2)取步骤(1)得到的粉末状生物碳材料与粘合剂以一定比例先后在超声与水浴条件下进行粘合,水浴加热得到具有粘弹性的生物碳团聚体。(3)将步骤(2)所得生物碳团聚体采用螺杆挤压颗粒化方式,得到具有自支撑性能的适于污水处理不同单元尺寸的生物碳粒。(4)取步骤(3)得到的生物碳粒与铁盐溶液混合,在不同温度与pH下进行原位铁氧化物的改性,得到表面修饰铁氧化物的自支撑多功能导电碳粒材料。

2.根据权利要...

【技术特征摘要】

1.一种强化污水磷回收蓝铁石的自支撑多功能导电碳粒材料的制备方法,其特征在于包括以下步骤:(1)将农业废弃物收集后进行水洗、烘干、粉碎、过筛后,在马弗炉中进行烧制,得到粉末状生物碳材料。(2)取步骤(1)得到的粉末状生物碳材料与粘合剂以一定比例先后在超声与水浴条件下进行粘合,水浴加热得到具有粘弹性的生物碳团聚体。(3)将步骤(2)所得生物碳团聚体采用螺杆挤压颗粒化方式,得到具有自支撑性能的适于污水处理不同单元尺寸的生物碳粒。(4)取步骤(3)得到的生物碳粒与铁盐溶液混合,在不同温度与ph下进行原位铁氧化物的改性,得到表面修饰铁氧化物的自支撑多功能导电碳粒材料。

2.根据权利要求1所述的一种强化污水磷回收蓝铁石的自支撑多功能导电碳粒材料的制备方法,其特征在于,为调控生物碳表面氧还原基团及其连续导电性使其具备强化胞外电子传递效率性能,步骤(1)中所述马弗炉烧制条件根据所需碳材料孔隙大小与官能团种类按一定温度与时长进行。

3.根据权利要求1所述的一种强化污水磷回收蓝铁石的自支撑多功能导电碳粒材料的制备方法,其特征在于,为保证复合碳粒在土壤修复与补充肥效应用中的刚度与稳定度,步骤(2)所述粘合剂为满足多功能导电碳粒材料在污水处理单元、土壤修复或补充肥效等不同应用场景中的刚度与稳定度需求的有机与无机粘合剂...

【专利技术属性】
技术研发人员:李楠梁旦辉
申请(专利权)人:天津大学
类型:发明
国别省市:

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