[发明专利]一种污泥制备磁性污泥基生物炭材料的方法及其应用

权利要求书

1.一种纳米Fe₃O₄/磁性污泥基生物炭核壳材料的制备方法，其特征在于：所述方法具体如下：

步骤一：磁性污泥基生物炭制备的前处理过程，具体有如下两种形式：

方式一：以固体废弃物铁源制备磁性污泥基生物炭：含水率低于15％的干化污泥、固态铁源通过机械粉碎并混合均匀，造孔剂为氢氧化钾、磷酸或氯化锌中的一种或多种；所述固态铁源为赤铁矿、铁锈、拜耳法赤泥或高含铁量粉煤灰中的一种或多种；所述机械粉碎为球磨混合；

方式二：以廉价液态废弃物铁源制备磁性污泥基生物炭：脱水/干化污泥、液态铁源搅拌并混合均匀后，热干化至含水率低于15％并粉碎；所述液态铁源为酸洗废水；

步骤二：磁性污泥基生物炭材料热解制备过程，具体有如下两种形式：

方式一：连续式热解，热解温度400-800℃，固体物料在装置中停留时间20-120min，精细球磨粉碎至100μm以下；

方式二：间歇式热解，热解温度400-800℃，升温速率10-100℃/min，热解温度停留时间20-120min，装置内通入保护气氛，精细球磨粉碎至100μm以下；

步骤三：惰性气氛中加入铁基包覆溶液，pH缓冲溶液，无水乙醇与脱氧蒸馏水，连续搅拌30-120min后过滤，脱氧蒸馏水冲洗干净，在70-105℃条件下干燥，即制备出纳米Fe₃O₄/磁性污泥基生物炭核壳材料。

2.根据权利要求1所述的一种纳米Fe₃O₄/磁性污泥基生物炭核壳材料的制备方法，其特征在于：步骤二中，制备的磁性污泥基生物炭材料的应用，具体为在催化臭氧氧化、芬顿氧化、过硫酸盐氧化中用作高级氧化催化剂，失效后催化剂通过磁场进行回收；在污水强化一级处理、出水强化除磷、强化抗生素去除中用作吸附剂，通过磁场进行回收；在磁混凝工艺中用作磁性混凝助剂，通过磁场进行回收。

3.根据权利要求1所述的一种纳米Fe₃O₄/磁性污泥基生物炭核壳材料的制备方法，其特征在于：所述铁基包覆溶液中Fe³⁺/Fe²⁺摩尔比为1～2：1。

4.根据权利要求1所述的一种纳米Fe₃O₄/磁性污泥基生物炭核壳材料的制备方法，其特征在于：制备的纳米Fe₃O₄/磁性污泥基生物炭核壳材料具体在催化臭氧氧化、芬顿氧化、过硫酸盐氧化中用作高级氧化催化剂，失效后催化剂通过磁场进行回收；在污水强化一级处理、出水强化除磷、强化抗生素去除中用作吸附剂，通过磁场进行回收；在磁混凝工艺中用作磁性混凝助剂，通过磁场进行回收。