【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于環境保護治理的，特別涉及一種牛糞衍生的生物炭吸附劑制備方法和其在吸附鎘離子中的應用。
技術介紹
1、隨著畜牧業的發展產生了大量的畜禽糞污，其中畜禽糞污中的近40％為牛糞；這些畜禽糞污若未被合理處置而任意堆放，必將導致嚴重的環境和健康問題。因此，開發新的畜禽糞污處置方法，為畜禽糞污資源化利用提出新出路也顯得尤為重要。
2、鎘是煉鋅業的副產品，廣泛應用于電鍍工業、化學工業、電子業和核工業等領域。鎘還被用于電池、染料或塑膠穩定劑產品。在鎘的使用過程中，相當數量的鎘通過廢氣、廢水、廢渣排入環境，造成污染。鎘比其它重金屬更容易被農作物所吸附。處理含鎘離子工業廢水的主要方法有化學沉淀法、電解法、離子交換法和反滲透技術。其中，吸附法具有處理容量高，操作簡單，吸附劑可循環使用的優點，特別是在處理低濃度含鎘離子廢水時，其處理效率和操作成本具有明顯的優勢。
3、近幾年，國內外開展了對牛糞的水熱碳化研究，使得牛糞回收利用和資源化利用得以實現。然而，牛糞水熱生物炭本身表面吸附位點有限，所以其吸附性能和穩定性受到很大限制。因此，開發一種高吸附性能并且性質穩定的牛糞生物炭制備方法具有重要意義。
技術實現思路
1、為解決上述技術背景中的問題，本專利技術的目的在于提供一種牛糞衍生的生物炭吸附劑的制備方法，所述的吸附劑為一種堿改性的牛糞生物炭，以提高其鎘離子吸附性能;所述方法能夠實現生物質廢棄物資源化利用，同時對含鎘廢水進行深度處理。
2、為實現上述專利技術目的，本
3、一種牛糞衍生的生物炭吸附劑制備方法，如圖1所示，包括如下步驟：
4、s1、牛糞預處理：對干牛糞進行預處理，得到牛糞前驅體；
5、s2、水熱碳化：將所述牛糞前驅體置于水熱反應釜中以料液質量比為1:8-12加入蒸餾水，進行水熱碳化處理，碳化完成后進行烘干處理，得到碳化產物；
6、s3、堿改性：將所制的碳化產物與堿改性劑均勻分散在去離子水中，再超聲35-45khz的條件下處理25-35min，隨后在水浴溫度20-30?℃的條件下改性10-14?h；并在水浴中攪拌進行堿改性處理，得到改性生物炭；
7、s4、沖洗：在所述堿改性處理完成后，將所獲堿改性后的生物炭用蒸餾水反復沖洗至洗液完全成中性，在105?℃干燥12?h，獲得所述牛糞衍生的生物炭吸附劑。
8、進一步地，所述步驟s1中，干牛糞含水量＜10%。
9、進一步地，所述步驟s1中，預處理的方法為將干牛糞研磨使其過60目篩。
10、進一步地，所述步驟s2中，水熱碳化處理的溫度為200-260?℃，升溫速率為2?℃/min，碳化時間為5-7?h。
11、進一步地，所述步驟s2中，水熱碳化處理的溫度為230?℃，升溫速率為2?℃/min，碳化時間為6?h。
12、進一步地，所述步驟s2中，烘干處理的溫度為105?℃，時間為12?h。
13、進一步地，所述步驟s3中，所述堿改性劑為氫氧化鉀、氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉中的任意一種。
14、進一步地，所述步驟s3中，所述水浴的溫度為25℃、時間為12?h；所述堿改性劑的添加量使得碳化產物：堿改性劑的質量比=1:1-1:10。
15、進一步地，所述堿改性劑為碳酸鈉，所述步驟s3中，所述堿改性劑的添加量使得碳化產物：堿改性劑的質量比=1:4。
16、另一方面，本專利技術提供一種牛糞衍生的生物炭吸附劑制備方法制備的牛糞衍生的生物炭吸附劑。
17、另一方面，本專利技術提供所述牛糞衍生的生物炭吸附劑的應用，其特征在于，用于凈化鎘污染廢水。
18、進一步地，所述鎘污染廢水為濃度0.2?g/l的鎘離子（cd?2+）廢水。
19、本專利技術的有益效果為：
20、1、本專利技術還提供了所制生物炭吸附劑的應用，是通過吸附法處理污染廢水，具體為：提供處理污染廢水用的生物炭吸附劑；使所述處理污染廢水用的生物炭吸附劑與污染廢水充分混合，并進行吸附反應，完成對廢水中污染物的吸附去除。
21、2、本專利技術采用牛糞通過水熱碳化及堿改性的方式制備了生物炭，變廢為寶，實現了廢物資源化利用。此外，以牛糞為原材料制備的本專利技術所述吸附劑，被用于去除溶液中的重金屬，達到了以廢治廢的效果。
22、3、本專利技術采用水熱碳化的碳化方式制備生物炭，相較于傳統干餾的制備方法能耗更低、處理方法簡單、幾乎不產生任何污染氣體，同時能更好的適應含水量較高的廢棄物資源化利用場景。
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1.一種牛糞衍生的生物炭吸附劑制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.如權利要求1所述的一種牛糞衍生的生物炭吸附劑制備方法，其特征在于，所述步驟S1中，干牛糞含水量＜10%；預處理的方法為將干牛糞研磨使其過60目篩。
3.如權利要求1所述的一種牛糞衍生的生物炭吸附劑制備方法，其特征在于，所述步驟S2中，水熱碳化處理的溫度為200-260?℃，升溫速率為2?℃/min，碳化時間為5-7?h。
4.如權利要求3所述的一種牛糞衍生的生物炭吸附劑制備方法，其特征在于，所述步驟S2中，水熱碳化處理的溫度為230?℃，升溫速率為2?℃/min，碳化時間為6?h，烘干處理的溫度為105?℃，時間為12?h。
5.如權利要求1所述的一種牛糞衍生的生物炭吸附劑制備方法，其特征在于，所述步驟S3中，所述堿改性劑為氫氧化鉀、氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉中的任意一種。
6.如權利要求1所述的一種牛糞衍生的生物炭吸附劑制備方法，其特征在于，所述步驟S3中，所述水浴的溫度為25?℃、時間為12?h；所述堿改性劑的添加量使得碳化產物：堿改性劑的質量比
7.如權利要求1所述的一種牛糞衍生的生物炭吸附劑制備方法，其特征在于，所述堿改性劑為碳酸鈉，所述步驟S3中，所述堿改性劑的添加量使得碳化產物：堿改性劑的質量比=1:4。
8.如權利要求1-7所述的一種牛糞衍生的生物炭吸附劑制備方法制備的牛糞衍生的生物炭吸附劑。
9.如權利要求8所述牛糞衍生的生物炭吸附劑的應用，其特征在于，用于凈化鎘污染廢水。
10.如權利要求9所述牛糞衍生的生物炭吸附劑的應用，所述鎘污染廢水為濃度0.2?g/L的鎘離子廢水。
...【技術特征摘要】
1.一種牛糞衍生的生物炭吸附劑制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.如權利要求1所述的一種牛糞衍生的生物炭吸附劑制備方法，其特征在于，所述步驟s1中，干牛糞含水量＜10%；預處理的方法為將干牛糞研磨使其過60目篩。
3.如權利要求1所述的一種牛糞衍生的生物炭吸附劑制備方法，其特征在于，所述步驟s2中，水熱碳化處理的溫度為200-260?℃，升溫速率為2?℃/min，碳化時間為5-7?h。
4.如權利要求3所述的一種牛糞衍生的生物炭吸附劑制備方法，其特征在于，所述步驟s2中，水熱碳化處理的溫度為230?℃，升溫速率為2?℃/min，碳化時間為6?h，烘干處理的溫度為105?℃，時間為12?h。
5.如權利要求1所述的一種牛糞衍生的生物炭吸附劑制備方法，其特征在于，所述步驟s3中，所述堿改性劑為氫氧...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王宏偉，梁浩東，王紅，姚藝，
申請(專利權)人：內蒙古工業大學，
類型：發明
國別省市：
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