[发明专利]一种含金属污泥资源化制备磁性助凝剂的方法及其在强化污染物去除的应用

说明书

本发明提供一种含金属污泥制备磁性助凝剂的方法及应用及其强化污染物去除的方法，所述磁性助凝剂的制备方法包括以下步骤：(1)将含金属污泥进行干燥处理得到污泥材料；(2)对步骤(1)得到的污泥材料进行碳化处理得到磁性材料；(3)对步骤(2)得到的磁性材料进行研磨处理，得到所述磁性助凝剂。所述方法将含金属污泥进行资源化利用，经高温碳化制备得到磁性助凝剂材料，用于降解污染物，从而实现了废物的资源化利用。

技术领域

本发明属于新型材料制备以及资源回收利用领域，涉及一种磁性材料的制备方法，尤其涉及一种含金属污泥资源化制备磁性助凝剂的方法及其在强化污染物去除的应用。

背景技术

随着我国经济的快速发展，用水量逐年增多，污泥产量也随之增加。我国已建城镇污水处理厂约3800座，污泥日产量约为12.88万吨，且每年尚未被有效安全处置的污泥高达3000万吨。为了避免污泥处置所产生的二次污染问题，将污泥资源化再利用已经成为最具应用前景的处理方式之一。

混凝污泥的成分较为复杂，且不同的工艺所产生的污泥成分有所不同。混凝污泥中一般含有大量的碳和金属盐等成分，性质与粘土相似，可以制备成水处理材料。

CN110655076A公开了一种采用热解碳化和活化的方法制备活性炭的工艺，将城市污泥、增碳剂、表面强度添加剂混合后，干燥脱水，造粒后于500℃～700℃进行热解碳化，后以二氧化碳和水蒸汽为活化介质，在750℃～900℃活化2～3小时，即可制备生物污泥基活性炭。实现污泥的三化目标，并应用于环保治理,解决当今国内污泥处置的难题。

CN107399936A公开了一种用于水质净化的污泥生物炭透水砖的制备方法，污泥脱水淋洗去除部分重金属，加入粉煤灰或高炉渣等进行高温裂解，制备成污泥生物炭，污泥生物炭与废弃织物混合后，加水与水泥、减水剂一同搅拌，装模、成型，脱模，养护，即可制备成污泥生物炭透水砖，可以有效净化水质，防治水体污染。

添加助凝剂是促进废水中污染物沉淀分离的重要手段，由于其简单经济而被广泛应用在水处理领域。目前常用的助凝剂主要有粉末活性碳，聚合氯化铝等。但随着活性碳使用量的增加，经济成本也随之增加；随着聚合氯化铝的使用量的增加，铝离子会对人体健康产生危害。其他处理方法如超磁分离净化技术，混凝-磁分离技术等，需要增加额外的设备，操作难度加大，会提高水处理的成本。

CN108383223A公开了一种纳米磁性助凝剂材料的制备方法，所述制备方法选取穿过膜的二价铁盐溶液和三价铁盐溶液为原料，配制沉淀剂，制备四氧化三铁颗粒，将四氧化三铁颗粒经过膜分离技术进行分离，获得纳米磁性助凝剂材料应用于火力发电厂水处理中，此方案的制备过程复杂，制备成本较高。

CN110652968A公开了一种具有良好吸附性能的水体净化磁性纳米颗粒，所述方法包括将黄曲霉菌菌丝缠绕成负载还原氧化石墨烯的磁性纳米颗粒，具有良好的净化水体的作用。此方案的制备过程复杂，制备成本较高。

CN108940183A公开了一种以水厂铁锰污泥为原料制备磁性吸附剂的方法，属于环境工程技术领域，铁锰污泥在使用前不需要进行去杂质、脱水和干燥处理。铁泥经调节碱度和加入抗坏血酸钠后，进行水热反应。通过检测水热反应中碳酸根离子浓度，获得碳酸根离子生成势的拐点和特征峰。过程控制器识别拐点和特征峰后，发出指令关闭电源控制系统使水热反应停止。

CN109621897A公开了一种磁性生物炭材料的制备方法及其装置和用途，包括如下步骤：将污水处理厂污泥进行高温无氧热解获得污泥生物炭，然后进行干法细磨获得生物炭粉末，对污泥生物炭粉末进行干式磁选，获得磁性材料，经调湿和造粒后得到的颗粒料，在保护气氛下进行高温烧结，得到烧结物料，随炉冷却，得到多孔结构的磁性生物炭材料。

上述文献虽然公开了一些磁性助凝剂材料的制备方法以及水处理领域中的磁性材料的制备方法。但上述方法存在磁性助凝剂材料制备成本高，操作复杂等问题。因此，开发一种高效磁性助凝剂材料的制备方法仍具有广阔的应用前景。

发明内容