[发明专利]一种Fe/C复合多孔结构材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种Fe/C复合多孔结构材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)将铁的品位在30～55％的低品位沉积铁矿矿石破碎、筛分，获得粒径不大于0.1mm的沉积铁矿粉体；将生物质破碎成粒径不大于5mm的生物质粉体；

所述生物质为：农作物秸秆，木材加工废弃物锯末、刨花，庭院和绿化修整的枯枝树叶，或农产品加工产生的固体残渣；

所述低品位沉积铁矿为鲕状赤铁矿、褐铁矿和菱铁矿中的至少一种；

(2)将沉积铁矿粉体和生物质粉体按照质量比1:2～15混合均匀，获得混合料；

(3)用成型机把所述混合料成型为直径4～12mm的棒状颗粒物；

(4)将所述棒状颗粒物在含氢气气氛下于750℃热解和还原焙烧15～60min，再在无氧气氛下自然冷却至室温，即获得以生物质炭和零价铁为主要物相的Fe/C复合多孔结构材料。

2.一种权利要求1所述制备方法所制备的Fe/C复合多孔结构材料。

3.一种权利要求2所述Fe/C复合多孔结构材料的应用，其特征在于：用于处理富营养化的河水，或用于处理生活污水，或用于处理富营养化的景观水体，或用于地下水污染修复，或用于污染土壤的修复。

4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于：将Fe/C复合多孔结构材料用于处理富营养化的河水的方法是：

将Fe/C复合多孔结构材料填充到河沟的跌水坝前深水潭中，河水渗透流过复合材料，在生物和化学作用下脱除河水的氮、磷、COD；

或者把Fe/C复合多孔结构材料装填在透水的网箱中，网箱堆垛构成渗透坝，河水流过渗透坝，在负载的生物和化学作用下脱除河水的氮、磷、COD。

5.根据权利要求3所述的应用，其特征在于：将Fe/C复合多孔结构材料用于处理生活污水的方法是：

把Fe/C复合多孔结构材料填充到滤池中，将二级生化处理后的生活污水渗透流过滤池，在所负载微生物和化学作用下脱除水中的氮、磷、COD；

或者：把Fe/C复合多孔结构材料填充到曝气生物滤池中，把生活污水经过沉淀去除悬浮物，然后用泵输送至曝气生物滤池中，底部曝气，气水比1:1～2，在所负载微生物作用下除去水中的COD、氮、磷；

或者：把Fe/C复合多孔结构材料填充到生物滤池中；把生活污水经过沉淀、过滤去除悬浮物，然后用泵输送至生物滤池中；采用序批式运行，连续进水0.5-2h，排空水，通风0.5-2h再生，在所负载微生物作用下除去水中的COD、氮、磷；在Fe/C复合多孔结构材料除磷失效后，从滤池中取出更换新材料；废弃物富含氮磷和有机质用于花卉营养土或者改良土壤。

6.根据权利要求3所述的应用，其特征在于：将Fe/C复合多孔结构材料用于处理富营养化的景观水体的方法是：把Fe/C复合多孔结构材料填充到滤池中，把景观水体的水用泵输送使水渗透流过滤池，在所负载微生物和化学作用下脱除水中的氮、磷、COD。

7.根据权利要求3所述的应用，其特征在于：将Fe/C复合多孔结构材料用于地下水污染修复的方法是：在垂直地下水流向的受污染含水层中开挖沟槽，并把Fe/C复合多孔结构材料填充到开挖的沟槽中形成渗透墙，水流过渗透墙，水中的有机物被吸附并生物降解转化，硝酸盐、亚硝酸盐被微生物还原脱氮，重金属离子被吸附固定。

8.根据权利要求3所述的应用，其特征在于：将Fe/C复合多孔结构材料用于污染土壤的修复的方法是：把Fe/C复合多孔结构材料直接施用于土壤，或者粉碎后施用于土壤，在生物炭和零价铁的协同作用下，加速难降解有机污染物的转化，吸附固定重金属离子，降低农作物产品中有害污染物的含量。