两个阶段，第一阶段是将花生壳生物炭中加入相对于花生壳生物炭总重量1.75%的补氧化合物，在270°C的温度条件下加热，所述补氧化合物为次氯酸钠和双氧水，二者之间的摩尔比为1:1，第二阶段补氧是将经过第一阶段补氧的花生壳生物炭在23.5°C的条件下进行低温等离子体处理，所述低温等离子体为氧气，给花生壳生物炭局部充氧；
[0039](4)花生壳生物炭真空酸处理:将经过两阶段补氧的花生壳生物炭在真空条件下用步骤(2)热解过程产生的副产物有机酸浸渍，浸渍前将所述有机酸用水调节至浓度为21%,控制PH在6.5，浸渍时间为36h，之后继续在真空条件下过滤，干燥，即得到改性花生壳生物炭；
[0040](5)聚合氯化铝污泥改性:将从给水厂聚合氯化铝污泥晾干，粉碎过20目筛，放入热解反应器中400°C下有氧处理2h，再以2.50C /min的速度降温，同时进行绝氧处理，直至温度降至175°C，停止降温，继续恒温处理0.75h，然后在隔绝氧气的条件下冷却至常温，SP制得改性微孔聚合氯化铝污泥；
[0041 ] (6)接合磁性氧化镁:将改性微孔聚合氯化铝污泥中掺入0.0085 %的磁性微粒氧化镁，混匀，放入高温加热设备中以75°C /min的升温速率升温加热，待温度升至775°C时，隔绝空气继续处理6.5h ；
[0042](7)制备粘合剂:称取5%羧甲基纤维素纳置于烧杯中，等比例加入蒸馏水，在不断搅拌下加热糊化，冷却至室温制得粘合剂；
[0043](8)配制复合吸附材料:将制得的改性花生壳生物炭、改性微孔聚合氯化铝污泥、粘合剂、外加剂按3:2:0.055:0.011的配比混合均匀，所述外加剂为改性聚丙烯腈系纤维，其规格为:长是8mm，直径是25.5 μ m，用成型机成型，并在高温加热设备中150°C加热2.5h，冷却至常温，制得复合吸附材料，所述制得的复合吸附材料其型体为颗粒状、柱状或球状。
[0044]实施例3:
[0045]一种改性花生壳生物炭/聚合氯化铝污泥复合吸附材料，是由农业固废花生壳和给水厂聚合氯化铝污泥结合制得。所述的一种改性花生壳生物炭/聚合氯化铝污泥复合吸附材料是按下述工艺制备而成:
[0046](I)花生壳改性:花生壳经粉碎机粉碎成粗粉，研磨机研磨成细粉，加入相对于花生壳总重量17%的活化剂搅拌均匀，所述活化剂为40%氯化锌，活化剂可以改变花生壳表面活性，压制成团块状，置于蒸锅上用蒸汽加热蒸制3h，冷却至常温后用自来水漂洗，过滤，干燥至水分含量为45% ；
[0047](2)花生壳无氧热解:将步骤(I)处理后的花生壳在0)2与CO比例为4:1的混合气体内无氧热解，热解分为三个阶段，第一阶段温度为520°C，时间持续45分钟，第二阶段温度为720°C，时间持续30分钟；第三阶段温度为880°C，时间持续35分钟，得到花生壳生物炭和副产物，所述副产物包括有机酸、生物油以及挥发性气体，留花生壳生物炭和有机酸待用；
[0048](3)花生壳生物炭补氧:补氧分为两个阶段，第一阶段是将花生壳生物炭中加入相对于花生壳生物炭总重量2.0%的补氧化合物，在340°C的温度条件下加热，所述补氧化合物为次氯酸钠和双氧水，二者之间的摩尔比为1:1，第二阶段补氧是将经过第一阶段补氧的花生壳生物炭在35°C的条件下进行低温等离子体处理，所述低温等离子体为氧气，给花生壳生物炭局部充氧；
[0049](4)花生壳生物炭真空酸处理:将经过两阶段补氧的花生壳生物炭在真空条件下用步骤(2)热解过程产生的副产物有机酸浸渍，浸渍前将所述有机酸用水调节至浓度为30%,控制PH在7.0，浸渍时间为48h，之后继续在真空条件下过滤，干燥，即得到改性花生壳生物炭；
[0050](5)聚合氯化铝污泥改性:将从给水厂聚合氯化铝污泥晾干，粉碎过20目筛，放入热解反应器中500°C下有氧处理3h，再以3°C /min的速度降温，同时进行绝氧处理，直至温度降至200°C，停止降温，继续恒温处理lh，然后在隔绝氧气的条件下冷却至常温，即制得改性微孔聚合氯化铝污泥；
[0051](6)接合磁性氧化镁:将改性微孔聚合氯化铝污泥中掺入0.015%的磁性微粒氧化镁，混匀，放入高温加热设备中以100°C /min的升温速率升温加热，待温度升至850°C时，隔绝空气继续处理8h ；
[0052](7)制备粘合剂:称取5%羧甲基纤维素纳置于烧杯中，等比例加入蒸馏水，在不断搅拌下加热糊化，冷却至室温制得粘合剂；
[0053](8)配制复合吸附材料:将制得的改性花生壳生物炭、改性微孔聚合氯化铝污泥、粘合剂、外加剂按3:2:0.06:0.012的配比混合均匀，所述外加剂为改性聚丙烯腈系纤维，其规格为:长是15mm，直径是50 μ m，用成型机成型，并在高温加热设备中200°C加热4h，冷却至常温，制得复合吸附材料，所述制得的复合吸附材料其型体为颗粒状、柱状或球状。
[0054]具体试验例:
[0055]1.将实施例1制备的改性花生壳生物炭/聚合氯化铝污泥复合吸附材料投入到初始浓度为100mg/L活性艳蓝X?BR和5mg/L的磷溶液中，复合吸附材料投加量为1.2g/L,100r/min恒温振荡2h后，溶液中活性艳蓝X?BR和磷的去除率分别达83.74 %和79.78 %。
[0056]2.将实施例2制备的改性花生壳生物炭/聚合氯化铝污泥复合吸附材料投入到初始浓度为100mg/L活性艳蓝X?BR和5mg/L的磷溶液中，复合吸附材料投加量为1.2g/L,100r/min恒温振荡2h后，溶液中活性艳蓝X?BR和磷的去除率分别达87.25%和85.70%。
[0057]3.将实施例3制备的改性花生壳生物炭/聚合氯化铝污泥复合吸附材料投入到初始浓度为100mg/L活性艳蓝X?BR和5mg/L的磷溶液中，复合吸附材料投加量为1.2g/L,100r/min恒温振荡2h后，溶液中活性艳蓝X?BR和磷的去除率分别达90.43%和87.0%。
[0058]通过上述实验可见，本发明的一种改性花生壳生物炭/聚合氯化铝污泥复合吸附材料的吸附效果好，对磷的去除率较高。
[0059]最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。
【主权项】
1.一种改性花生壳生物炭/聚合氯化铝污泥复合吸附材料，其特征在于:所述复合吸附材料是由农业固废花生壳和给水厂聚合氯化铝污泥结合制得。2.根据权利要求1所述的一种改性花生壳生物炭/聚合氯化铝污泥复合吸附材料，其特征在于是按下述工艺制备而成: (1)花生壳改性:花生壳经粉碎机粉碎，研磨机研磨，加入相对于花生壳总重量5?17%的活化剂搅拌均匀，压制后，置于蒸锅上用蒸汽加热蒸制2?3h，冷却至常温后用自来水漂洗； (2)花生壳无氧热解:将步骤(I)处理后的花生壳在0)2与CO比例为3?4:1的混合气体内无氧热解，热解分为三个阶段，第一阶段温度为380?520°C，时间持续20至45分钟，第二阶段温度为580?720°C，时间持续20至30分钟；第三阶段温度为750?880°C，时间持续15至35分钟，得到花生壳生物炭和副产物，所述副产物包括有机酸、生物油以及挥发性气体； (3)花生壳生物炭补氧:补氧分为两个阶段，第一阶段是将花生壳生物炭中加入相对于花生壳生物炭总重量1.5?2.0%的补氧化合物，在200?340°C的温度条件下加热，所述补氧化合物为次氯酸钠和双氧水，第二阶段补氧是将经过第一阶段补氧的花生壳生物炭在12?35°C的条件下进行低温等离子体处理，所述低温等离子体为氧气，给花生壳生物炭局部充氧； (4)花生壳生物炭真空酸处理:将经过两阶段补氧的花生壳生物炭在真空条件下用步骤(2)热解过程产生的副产物有机酸浸渍，控制PH在6.0?7.0，浸渍时间为24?48h，之后继续在真空条件下过滤，干燥，即得到改性花生壳生物炭； (5)聚合氯化铝污泥改性:将从给水厂聚合氯化铝污泥晾干，粉碎过20目筛，放入热解反应器中300?500°C下有氧处理I?3h，再以2?3°C /min的速度降温，同时进行绝氧处理，直至温度降至150?200°C，停止降温，继续处理0.5?lh，然后冷却至常温，即制得改性微孔聚合氯化铝污泥； (6)接合磁性氧化镁:将改性微孔聚合氯化铝污泥中掺入0.002?0.015%的磁性微粒氧化镁，混匀，放入高温加热设备中以50?100°C /min的升温速率升温加热，待温度升至700?850°C时，隔绝空气继续处理5?8h ; (7)制备粘合剂:称取5%羧甲基纤维素纳置于烧杯中，等比例加入蒸馏水，在不断搅拌下加热糊化，冷却至室温制得粘合剂； (8)配制复合吸附材料:将制得的改性花生壳生物炭、改性微孔聚合氯化铝污泥、粘合剂、外加剂按3:2: (0.05?0.06): (0.01?0.012)的配比混合均匀后成型，并在高温加热设备中100?200°C加热I?4h，冷却，制得复合吸附材料。3.根据权利要求2所述的一种改性花生壳生物炭/聚合氯化铝污泥复合吸附材料，其特征在于所述活化剂为40%氯化锌。4.根据权利要求2所述的一种改性花生壳生物炭/聚合氯化铝污泥复合吸附材料，其特征在于所述外加剂为改性聚丙烯腈系纤维。5.根据权利要求2所述的一种改性花生壳生物炭/聚合氯化铝污泥复合吸附材料，其特征在于所述制得的复合吸附材料其型体为颗粒状、柱状或球状。
【专利摘要】本发明公开了一种改性花生壳生物炭/聚合氯化铝污泥复合吸附材料，是由农业固废花生壳和给水厂聚合氯化铝污泥按下述工艺制备而成：花生壳改性、花生壳无氧热解、花生壳生物炭补氧、花生壳生物炭真空酸处理、聚合氯化铝污泥改性、接合磁性氧化镁、制备粘合剂、配制复合吸附材料。本发明以有机农业固废花生壳和给水厂污泥作为原料，制备出兼具高效吸附水中有机污染物和磷的新型复合吸附材料，既有改性生物炭的吸附作用，又具有聚合氯化铝污泥的除磷能力，特别是对含染料废水及污水深度除磷有良好的去除效果，原料来源广泛，制备成本低廉，达到以废治废的目的，高效、环保、低成本，开拓了花生壳和给水污泥资源化利用的新途径。
【IPC分类】B01J20/30, C02F1/28, C02F1/58, B01J20/24
【公开号】CN104998620
【申请号】CN201510375835
【发明人】吴慧芳, 张佳
【申请人】南京工业大学
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2015年6月30日