[发明专利]基于活性藻的生物炭@金属型脱硝催化剂及其制备方法

说明书

本发明的基于活性藻的生物炭@金属型脱硝催化剂及其制备方法属于污水处理和大气污染治理技术领域，本发明在活性藻溶液中加入含Mn离子化合物或者在其基础上加入含W、Co、Ni、Fe、Cu、Ce或Cr等金属的离子化合物中的一种或多种，溶解后培养一段时间，直到活性藻出现部分或完全混凝沉降，同时溶液中金属离子的浓度不再变化，活性藻与金属离子结合完成，固液分离后分级干燥处理并炭化得到脱硝催化剂。所得到的催化剂能够应用在SCR中，其能够在保持氮氧化物高脱除率的同时，还能降低脱硝催化剂的制备和应用成本。同时还能够实现对于水体中极易产生危害的活性藻和金属离子的有效利用，大大提升两者的价值，减轻对于水体环境的影响和危害。

技术领域

本发明属于污水处理和大气污染治理技术领域，具体为一种基于活性藻的生物炭@金属型脱硝催化剂及其制备方法。

背景技术

近年来，水体中活性藻污染现象频繁发生，活性藻可以引发水华，同时还会出现藻毒素污染，使得水生态环境出现危机，引起人们的关注和国家的重视，如何将水体中的活性藻资源化利用成为一大难题。

同时水体中一些金属离子污染问题，包括锰（Mn）、铜（Cu）、铁（Fe）等的金属离子污染，导致了一系列生态环境问题，在带来经济发展问题的同时，也给人类及其它生物的生命健康带来严重影响；而且来自燃煤、焦化等烟气排放带来的氮氧化物（NOx）给大气环境带来了极大危害，同时国家相关部门也提出了超低排放政策，环保要求日益提高，目前工业应用的脱硝技术主要为选择性催化还原技术（SCR），其中最关键的催化剂材料成本较高，且在利用后极易成为固体危废，在去除NOx的同时，也可能给环境带来危害。那么如何将上述三种污染物质进行有机结合，实现活性藻和金属离子高效利用的同时，降低脱硝催化剂的成本和对环境的影响，将是接下来研究的一大主题，而同时实现活性藻和金属离子的资源化利用，并利用其有效去除氮氧化物（NOx）方面的研究相对较少。

目前，活性藻吸附重金属离子应用于污水处理的文章多有报道。但是用于吸附的重金属离子大多为Cu²⁺、Cd²⁺、Pb²⁺、Cr³⁺、Ni⁺、Zn²⁺、Hg²⁺等，但是对于Mn²⁺的吸附鲜有报道。活性藻处理含锰废水吸附饱和后，锰与藻体不易分离，后处理工艺复杂，极易形成危险废物，而在活性藻处理Mn²⁺后，对其的高值化利用，将具有较高的研究价值和应用前景。

因此开发一种将活性藻和金属离子转化为低成本低危害的脱硝催化剂的方法，不仅能解决活性藻和金属离子水体污染的难题，而且能有效降低脱硝催化剂的成本以及废催化剂的危害，具有重大意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于活性藻的生物炭@金属型脱硝催化剂及其制备方法，以解决上述技术问题。

为此，本发明提供一种基于活性藻的生物炭@金属型脱硝催化剂的制备方法，包括以下步骤：

S1、向活性藻溶液中加入含Mn的离子化合物，边搅拌边缓慢加入，直到离子化合物完全溶解；

S2、将S1中配制完成的混合液在活性藻正常生存生长环境下反应1-30天，每间隔一段时间搅拌一次，直到活性藻出现部分或完全混凝沉降，同时溶液中金属离子的浓度不再变化，即反应完成；

S3、将反应完成的活性藻和离子化合物的混合液进行固液分离，收集固体成分；

S4、将S3得到的固体成分进行分级干燥处理，在炭化设备中炭化处理，得到脱硝催化剂。

优选地，S1中还加入含W、Co、Ni、Fe、Cu、Ce或Cr的离子化合物中的一种或多种，溶液每种金属离子浓度为0.1g/L-10.0g/L。