[发明专利]基于KMnO4-Fe(II)调理强化脱水耦合催化热解制备炭基功能净水材料的方法

说明书

本发明提供一种基于KMnO₄‑Fe(II)调理强化脱水耦合催化热解制备炭基功能净水材料的方法，包括以下步骤：边搅拌边向污泥中投加KMnO₄‑Fe(II)，形成污泥混合液；常温下搅拌污泥混合液，然后离心，得到脱水后的污泥；将脱水后的污泥进行干燥处理，得到干化污泥；将干化污泥在氮气氛围保护下进行碳化处理，得到Mn‑Fe双金属功能碳材料粗产品；利用去离子水洗涤Mn‑Fe双金属功能碳材料粗产品，过滤、干燥，碾磨至粉末状，即得到Mn‑Fe‑SBC吸附材料。本发明制得的Mn‑Fe‑SBC吸附材料能够应用于含砷废水及污染有机物废水处理，且吸附效果表现良好。

技术领域

本发明涉及环境污泥资源化及废水处理技术领域，尤其涉及一种基于KMnO₄-Fe(II)调理强化脱水耦合催化热解制备炭基功能净水材料的方法。

背景技术

随着我国城镇化水平的不断提高，污水处理设施建设高速发展。在城市污水生化处理的过程中，大量污染物被富集、浓缩而转移至污泥之中。污泥属于污水生物处理阶段中重要的副产物，也被认为是导致水环境二次污染的重要来源之一。据统计，城镇的污水处理厂的污泥不仅含水量高、易腐烂、有强烈的臭味，并且含有大量的病菌体及寄生虫，以及众多重金属。因此，污泥如果随意排放，不及时得到恰当的处理，将会对人类的生存环境造成严重威胁。

污泥的传统处理方法有：填埋、填海、污泥堆肥及农用、污泥焚烧及海洋倾倒等处理，然而由于这些处理方式通常存在着占用大量的土地，以及存在污染空气与地下水的弊端，传统的污泥处理方式已经无法满足当代城市绿色发展的需求，剩余污泥的资源利用化是解决污泥堆积的必然选择，也是污泥调剂技术发展的共同趋势。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种原料廉价易得、反应条件温和、操作方便、工艺简单的基于KMnO₄-Fe(II)调理强化脱水耦合催化热解制备炭基功能净水材料的方法。

本发明提供一种基于KMnO₄-Fe(II)调理强化脱水耦合催化热解制备炭基功能净水材料的方法，包括以下步骤：

S1，边搅拌边向污泥中投加KMnO₄-Fe(II)，形成污泥混合液；

S2，常温下搅拌步骤S1的污泥混合液3h，然后离心，使得污泥混合液中的泥水分离，得到脱水后的污泥；

S3，将脱水后的污泥进行干燥处理，得到干化污泥(Mn-Fe-SBC)；

S4，将步骤S2的干化污泥在氮气氛围保护下进行高温碳化处理，得到Mn-Fe双金属功能碳材料粗产品；

S5，利用去离子水洗涤步骤S4的Mn-Fe双金属功能碳材料粗产品，过滤3～5次、60℃下真空干燥12h，碾磨至粉末状，即得到Mn-Fe-SBC吸附材料。

进一步地，步骤S1中，KMnO₄-Fe(II)为KMnO₄和FeSO₄.5H₂O的混合物，KMnO₄与FeSO₄.5H₂O的质量浓度投配比为3：1～1：3。

进一步地，KMnO₄的摩尔浓度为20μmol/L，FeSO₄.5H₂O的摩尔浓度为60μmol/L。

进一步地，步骤S1中使用的污泥为普通污泥、消化污泥或由普通污泥和消化污泥组成的混合污泥。

进一步地，步骤S3中，干燥处理的温度为105℃。

进一步地，步骤S4中，碳化处理的温度为600～800℃。