本发明属于低浓度含磷废水的处理领域和水生态修复领域，特别涉及一种实现低浓度含磷废水去除的铁锰改性生物炭及其制备方法和应用。
背景技术：
1、废水处理是现代社会中不可忽视的环境问题之一，随着工业化进程的加快和城市化的不断推进，废水中含有大量的有机和无机污染物，其中磷是一种常见的污染物。高浓度的磷会导致水体富营养化，引发藻类过度生长，破坏水生态平衡，甚至对人类健康产生潜在风险。
2、生物炭是一种通过生物质原料的热解炭化制备的多孔含炭物质，其形态结构相对稳定，含炭丰富，最初目的是用于炭固定，作为一系列“黑炭”物质中的一种，生物炭专指来源于可持续利用的生物质原料的炭固定介质。可用于制备生物炭的生物质原料包括多种农作物废弃物及副产品，如水稻秸秆、小麦秸秆、玉米芯、菜叶等，此外还包括废弃木料，粪便及市政污泥等。将生物质原料转化为生物质能源或生物炭的热化学技术主要分为三类：热解(包括快速及慢速热解)，气化，以及其他特定条件下的炭化。
3、近年来，生物炭作为一种新型材料在废水处理领域引起了广泛关注。生物炭具有多孔性、高比表面积和良好的吸附性能，可以有效地去除废水中的有机和无机污染物，尤其是在磷去除方面，生物炭具有良好的吸附能力，可以将废水中的磷离子迅速固定在其表面。liang m n,yan l l,wang d q等在novel iron manganese oxide modified mulberrybiochar for the adsorption of phosphorus in aqueous solution(desalination andwater treatment,2020,189:357-366)一文中，发现用铁锰氧化物制备的生物炭对溶液中的磷有出色的吸附性能。
4、然而，目前市场上的生物炭除磷吸附剂存在一些问题，如吸附容量低和易溶解等。因此，亟待开发具有高吸附容量、稳定性强和可再生性特点的新型除磷吸附剂，以期实现低炭环保、可持续的污水处理技术，提高污水处理的效率，节约运行成本。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本发明提出了一种用于处理低浓度含磷废水的铁锰改性生物炭制备方法，结合生物炭和铁锰氧化物，开发一种新型的废水处理材料，既利用了生物炭的高吸附能力，又发挥了铁锰氧化物的氧化和磷去除能力。
2、本发明为解决上述问题采用如下的技术方案：
3、一种实现低浓度含磷废水去除的铁锰改性生物炭的制备方法，所述方法包括以下步骤：
4、s1：制备玉米芯粉末：将玉米芯粉碎，得到玉米芯粉末；
5、s2：制备炭化粉末：在通入n2形成缺氧条件的情况下，将玉米芯粉末进行热解，热解后冷却至室温后进行研磨，得到炭化粉末；
6、s3：处理炭化粉末：将s2中制得的炭化粉末研磨并过100目筛；
7、s4：配置反应溶液：分别配置锰溶液和铁溶液，将naoh和kmno4晶体溶于去离子水配置出锰溶液，称为溶液a，将feso4和fecl3晶体溶于去离子水配置出铁合溶液，称为溶液b；
8、s5：混合反应溶液与炭化粉末：将取一定量的溶液b置于500ml烧杯中，在快速搅拌的条件下缓慢将一定量的溶液a滴加入溶液b中，再将s3中过筛后的炭化粉末加入混合溶液，并快速搅拌后静置陈化，使所述炭化粉末与混合溶液充分接触；
9、s6：高温烘干：将s6中与所述混合溶液充分接触的炭化粉末使用定性滤纸过滤取出后，置于高温烘箱中烘干；
10、s7：制得改性生物炭：将s7中高温烘干后的炭化粉末取出，研磨并过100目筛，得到铁锰改性生物炭。
11、进一步的，s2中，对玉米芯粉末进行热解的升温速率为10℃/min，升温至500℃，持续该温度热解120min。
12、进一步的，s4中，所述feso4晶体为feso4·7h2o，所述fecl3晶体为fecl3·6h2o。
13、进一步的，s4中，kmno4、feso4·7h2o、fecl3·6h2o和naoh的物质的量比为1:3:3:14。
14、进一步的，s5中，快速搅拌反应时间为60min，静置陈化时间为8h。
15、进一步的，s6中，烘干温度为105℃，时间为4h。
16、本发明还提供一种利用上述制备方法得到的铁锰改性生物炭。
17、本发明还提供一种铁锰改性生物炭在污水处理技术中的应用。
18、进一步的，所述污水为低浓度含磷污水。
19、本发明的优点：
20、本专利旨在提供一种新型的生物炭除磷吸附剂，本专利将结合生物炭和铁锰氧化物，开发一种新型的废水处理材料，既利用了生物炭的高吸附能力，又发挥了铁锰氧化物的氧化和磷去除能力；通过将两者有机地结合起来，实现废水中磷的高效去除和有机物的降解，提高废水处理的效率和经济性，促进环境保护和可持续发展；该方法操作简单，成本低，且不会对生物炭本身的性质及结构产生破坏。
21、1、通过优化生物炭的制备工艺和改进其表面性质，实现对废水中磷离子的高效去除，并且能够进行再生利用，降低废水处理的成本和环境污染；
22、2、本专利的原料来源于固体废弃物，有助于实现资源回收再利用。通过将可回收材料分离和重新利用，可以降低废弃物填埋和焚烧的需求，减少对垃圾填埋场的占用和对环境的污染；
23、3、铁锰氧化物沉淀负载在生物炭表面后，可以提供更多的活性位点和吸附位点，增加生物炭与目标污染物的接触面积，提高生物炭的吸附能力；
24、4、铁锰氧化物具有催化和氧化性能，可以改善生物炭的吸附性能和催化降解能力，而铁锰氧化物沉淀与生物炭之间存在协同作用，沉淀的铁锰氧化物可以增强生物炭的吸附能力，同时还可以降低生物炭的包裹作用，使其更易于与目标物质接触并进行吸附作用，进而增强其除磷效果。
25、5、使用该方法制备出的生物炭除磷处理时，铁锰氧化物中的铁离子可以与正磷酸盐形成铁磷酸盐络合物，从而实现正磷酸盐的去除；此外，铁锰氧化物还可以通过氧化作用将正磷酸盐转化为难溶性的沉淀物，进一步降低正磷酸盐的浓度。
26、6、本发明操作简单，成本低廉，且在制备过程中对人体没有危害性，具有较高的稳定性，能在水体中长时间存在并保证除磷效果。
27、7、与现有的铁镁改性生物炭发明相比，本发明的优点在于在相同的物质的量比下制备出的铁锰改性生物炭与对比文件中的铁镁改性生物炭，在相同的吸附时间下，本发明对于低浓度磷酸盐的最大吸附量可达到8.051mg/g，而铁镁改性生物炭的最大吸附量只能达到3.369mg/g，说明经过铁锰改性的生物炭对于低浓度的磷酸盐吸附效果要远好于同样物质的量比条件下制备出的铁镁改性生物炭。
1.一种实现低浓度含磷废水去除的铁锰改性生物炭的制备方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种实现低浓度含磷废水去除的铁锰改性生物炭的制备方法，其特征在于：s2中，对玉米芯粉末进行热解的升温速率为10℃/min，升温至500℃，持续该温度热解120min。
3.根据权利要求1所述的一种实现低浓度含磷废水去除的铁锰改性生物炭的制备方法，其特征在于：s4中，所述feso4晶体为feso4·7h2o，所述fecl3晶体为fecl3·6h2o。
4.根据权利要求3所述的一种实现低浓度含磷废水去除的铁锰改性生物炭的制备方法，其特征在于：s4中，kmno4、feso4·7h2o、fecl3·6h2o和naoh的物质的量比为1:3:3:14。
5.根据权利要求1所述的一种实现低浓度含磷废水去除的铁锰改性生物炭的制备方法，其特征在于：s5中，快速搅拌反应时间为60min，静置陈化时间为8h。
6.根据权利要求1所述的一种实现低浓度含磷废水去除的铁锰改性生物炭的制备方法，其特征在于：s6中，烘干温度为105℃，时间为4h。
7.一种根据权利要求1-6任一项所述制备方法得到的铁锰改性生物炭。
8.一种如权利要求7所述的铁锰改性生物炭在污水处理技术中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：所述污水为低浓度含磷污水。
