[发明专利]负载纳米零价铁生物质炭基滤料的制备方法以及水洗装置

说明书

本发明公开了负载纳米零价铁生物质炭基滤料的制备方法以及水洗装置，包括以下具体步骤：步骤一：将改性生物质炭、膨润土以及石灰石粉末按5:2:1的比例混合，再加入适量的水，经过圆盘造粒机制备成直径为4mm的球状颗粒；步骤二：将球状颗粒放入烘箱中，升高烘箱温度至60℃，烘干至含水量低于20％。本发明石灰石的加入在经过830℃高温煅烧时，石灰石会分解为氧化钙(CaO)和二氧化碳(COsubgt;2/subgt;)，其中，二氧化碳从颗粒中溢出使得孔隙结构更加丰富，并且在煅烧后进行水洗氧化钙(CaO)成为氢氧化钙Ca(OH)subgt;2/subgt;起到粘结作用，提高滤料的强度，从而使得最终的球状颗粒型滤料在使用过程中，吸附污水杂质和其他污染物的同时，能有效保证自身形态，经气洗和水洗后可重复使用。

技术领域

本发明涉及技术领域，具体为负载纳米零价铁生物质炭基滤料的制备方法以及水洗装置。

背景技术

污水处理过程中，过滤往往是必经的一个环节，而良好的滤料在过滤环节即可滤出大量污染物，为后续环节带来巨大的便利。

纳米零价铁是近年来国内外水污染处理领域发展较快的新型纳米环境功能材料，其具有来源广、反应活性高、处理成本低等特点，可通过还原、微电解、吸附、沉淀等多种反应去除水中的有机或无机污染物，特别在污水的重金属处理方面具有较大优势，因而得到广泛的研究和应用，但是，零价铁同时也具有易被氧化而钝化，在水溶液中团聚不易分离等特点。例如，公布号为CN209923097U的中国专利“基于纳米零价铁的污水处理系统”是将纳米零价铁负载于改性硅藻泥上，用于污水的还原处理，后续辅助絮凝、过滤等其他步骤，但是硅藻泥的耐水性较差，属于水溶性材料，因此在长时间的浸泡中容易分散而失去功效。

而同样具有良好孔隙性能的生物质炭是目前越来越多的用于纳米零价铁的载体，例如公布号为CN108722356A的中国专利“一种纳米零价铁负载亲水性多孔生物炭复合材料的制备方法”克服了传统上单纯使用纳米零价铁时，纳米零价铁易团聚且难以分离的缺陷，但是该方法制备的复合材料工艺过程复杂，且材料的无定型状态也阻碍了其应用范围。

综上所述，基于介质负载纳米零价铁的技术手段是对纳米零价铁应用范围的拓展，而如何优化制备工艺以提高复合材料的性价比将是本发明主要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供负载纳米零价铁生物质炭基滤料的制备方法以及水洗装置以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种负载纳米零价铁的生物质炭基滤料的制备方法，包括以下具体步骤：

步骤一：将改性生物质炭、膨润土以及石灰石粉末按5:2:1的比例混合，再加入适量的水，经过圆盘造粒机制备成直径为4mm的球状颗粒；

步骤二：将球状颗粒放入烘箱中，升高烘箱温度至60℃，烘干至含水量低于20％；

步骤三：将烘干颗粒装入不锈钢金属托盘中，放入马弗炉中，室温升至100℃保温1h后，升至400℃下煅烧2h，再升至830℃煅烧2h后停止，自然冷却后得初级生物质炭基滤料；

步骤四：将初级生物质炭基滤料倒入水洗装置的进料桶4内部，并启动电机，经水洗后，取出风干得到生物质炭基滤料。

优选的，步骤一中，改性生物质炭的制备方法包括以下具体步骤：首先将无水乙醇和去离子水混合配制成混合溶液，无水乙醇和去离子水的体积比为3.5:6.5；然后将亚铁盐和生物质炭加入至混合溶液中，制得混合物；将混合物置于锥形瓶中，先经磁力搅拌器搅拌5min，再放入超声水浴锅中60℃下超声5min，最后经真空抽滤去除水分，风干或60℃烘干即得改性生物质炭。