CN101423212A - 利用污泥制备污泥活性炭的方法及污泥活性炭 - Google Patents
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Abstract
一种利用污泥制备污泥活性炭的方法及污泥活性炭，按照1000000重量份的水处理厂的污泥加入50～100重量份的絮凝剂和2－10重量份重金属螯合剂；将得到的污泥配料置于搅拌装置中进行搅拌、脱水、烘干；将得到的污泥配料置于半干馏气化炉中进行半干馏处理，然后按照重量比：污泥半焦∶黏合剂∶调孔剂＝100∶10－30∶1－5均化混捏造粒，并进行晾晒；将得到的配料置于活化炉中进行活化处理，活化处理后进行筛分、制粉得到污泥活性炭。采用本发明制备的污泥活性炭，具有大孔、中孔、过渡孔丰富，吸附平衡能力突出，吸附速度快，特别适合污水处理应用，也可用于处理废水、废气和改良土壤。
Description
技术领域
本发明涉及一种污泥处理技术，具体地说涉及一种将来自净水水处理厂、污水水处理厂的污泥加工成污泥活性炭的方法及污泥活性炭。
背景技术
现有的净水水处理厂和污水水处理厂的污泥通常是进行弃置处理，或者是进行焚烧处理、填埋处理，这几种处理方法不仅占用土地，也会污染环境。净水水处理厂和污水水处理厂的污泥中含有许多炭和多种金属成分，具备了制活性炭的客观条件，如果对其加以妥善的处理应用，不仅可以减少污泥造成的环境污染，还可以制造出具有高附加值的活性炭产品，并且这一活性炭产品可回用于源水或污水处理过程。
发明内容
本发明的目的是提供一种节能环保，安全可靠地将污泥减量化、安全化和资源化处理，所制备的污泥活性炭大孔、中孔、过渡孔丰富，吸附平衡能力突出，吸附速度快的利用污泥制备污泥活性炭的方法及污泥活性炭。
本发明提供了一种利用污泥制备污泥活性炭的方法，包括如下步骤：
(1)按照1000000重量份的水处理厂的污泥加入50～100重量份的絮凝剂PAM和2-10重量份重金属螯合剂，得到污泥配料；
(2)将步骤(1)得到的污泥配料置于搅拌装置中进行搅拌，然后再将搅拌后的污泥配料置于浓缩脱水装置中进行脱水，浓缩脱水后污泥配料的含水量为75％—85％；
(3)将步骤(2)得到的脱水污泥配料置于烘干装置中进行烘干，烘干温度为60℃—120℃，烘干后污泥配料的含水量为20％—30％；
(4)将步骤(3)得到的烘干污泥配料置于半干馏气化炉中进行半干馏处理，半干馏温度为300℃—400℃，半干馏后得到的污泥半焦的可挥发份Vf为7％—15％，对污泥半焦进行除石、除铁、筛分处理，然后按照重量比：污泥半焦∶黏合剂∶调孔剂＝100∶10—30∶1—5均化混捏造粒，并进行晾晒；
(5)将步骤(4)得到的粒状配料置于活化炉中，进行活化处理，活化处理温度为850℃—950℃，活化处理后进行筛分、制粉得到污泥活性炭。
本发明的利用污泥制备污泥活性炭的方法，其中所述步骤(3)中的黏合剂为沥青或焦油，调孔剂为纸浆黑液或无烟煤煤粉或烟煤煤粉或氯化钾或氢氧化钾或氢氧化钠。
本发明的利用污泥制备污泥活性炭的方法，其中所述步骤(3)中的烘干装置中用于烘干所述污泥的热介质气体和所述步骤(4)中的半干馏气化炉中用于对所述污泥进行半干馏处理的热介质气体是通过串连有烟气换热器的管路由焚烧炉提供的，从烘干装置中排出的气体通过换热器被加热后，被输送至活化炉作为活化气体，所述步骤(5)中的活化炉中用于对所述污泥半焦进行活化处理的热介质气体是由焚烧炉提供，活化炉和半干馏气化炉排出的气体被输送至焚烧炉用作燃料和热介质气体。
本发明的利用污泥制备污泥活性炭的方法，其中所述换热器通过串联有余热锅炉和吸附净化塔的管路与烟囱的进气口相连。
本发明的利用污泥制备污泥活性炭的方法，其中所述步骤(3)中的烘干装置中用于烘干所述污泥的热介质气体是所述步骤(4)中的半干馏气化炉中排出的气体，从烘干装置中排出的气体在烟气混合器中与来自焚烧炉的气体混合后，被输送至活化炉作为活化气体，用于对所述污泥配料进行半干馏处理的热介质气体是通过连接有余热锅炉的管路由焚烧炉提供的，活化炉和半干馏气化炉排出的气体被输送至焚烧炉用作燃料和热介质气体。
本发明的污泥活性炭，按照所述的利用污泥制备污泥活性炭的方法得到所述污泥活性炭。
本发明的利用污泥制备污泥活性炭的方法，采用本发明特有的配方，按照1000000重量份的水处理厂的污泥加入50～100重量份的絮凝剂PAM和2-10重量份重金属螯合剂进行配料，所得到的本发明的污泥活性炭，尤其适用于处理污水、废水和废气，同时也可以改良土壤。采用本发明制备的污泥活性炭具有大孔、中孔、过渡孔丰富，吸附平衡能力突出，吸附速度快等特点，特别适合污水处理应用，也可用于处理废水、废气和改良土壤。
下面结合附图对本发明的利用污泥制备污泥活性炭的方法及污泥活性炭的具体实施方式作进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明的利用污泥制备污泥活性炭的方法的一种实施方式的工艺流程图。
图2是本发明的利用污泥制备污泥活性炭的方法的另一种实施方式的工艺流程图。
具体实施方式
实施例1：
本发明的利用污泥制备污泥活性炭的方法，包括如下步骤：
(1)按照1000000重量份的净水水处理厂和/或污水水处理厂的污泥加入50或100重量份的絮凝剂PAM和2或5或8或10重量份重金属螯合剂，得到污泥配料；
(2)将步骤(1)得到的污泥配料置于搅拌装置中进行搅拌，然后再将搅拌后的污泥配料置于浓缩脱水装置中进行脱水，浓缩脱水后污泥配料的含水量为75％或85％；
(3)将步骤(2)得到的脱水污泥配料置于烘干装置中进行烘干，烘干温度为60℃或70℃或80℃或90℃或110℃或120℃，烘干后污泥配料的含水量为20％或30％；
(4)将步骤(3)得到的烘干污泥配料置于半干馏气化炉中进行半干馏处理，半干馏温度为300℃或400℃，半干馏后得到的污泥半焦的可挥发份Vf为7％或15％，对污泥半焦进行除石、除铁、筛分处理，然后按照重量比：污泥半焦∶焦油∶调孔剂＝100∶10∶1均化混捏造粒，或者按照重量比：污泥半焦∶焦油∶调孔剂＝100∶20∶3均化混捏造粒，或者按照重量比：污泥半焦∶焦油∶调孔剂＝100∶30∶5均化混捏造粒，然后进行晾晒；
(5)将步骤(4)得到的粒状配料置于活化炉中，进行活化处理，活化处理温度为850℃或950℃，活化处理后进行筛分、制粉得到污泥活性炭，采用此方法所制备的污泥活性炭的大孔、中孔、过渡孔丰富，并且吸附平衡能力突出，吸附速度快。
上述步骤(4)中的调孔剂为纸浆黑液或无烟煤煤粉或烟煤煤粉或氯化钾或氢氧化钾或氢氧化钠。
实施例2：
本发明的利用污泥制备污泥活性炭的方法，包括如下步骤：
(1)按照1000000重量份的净水水处理厂和/或污水水处理厂的污泥加入60或90重量份的絮凝剂PAM和3或4或9或10重量份重金属螯合剂，得到污泥配料；
(2)将步骤(1)得到的污泥配料置于搅拌装置中进行搅拌，然后再将搅拌后的污泥配料置于浓缩脱水装置中进行脱水，浓缩脱水后污泥配料的含水量为78％或82％；
(3)将步骤(2)得到的脱水污泥配料置于烘干装置中进行烘干，烘干温度为65℃或75℃或85℃或95℃或115℃或120℃，烘干后污泥配料的含水量为25％或28％；
(4)将步骤(3)得到的烘干污泥配料置于半干馏气化炉中进行半干馏处理，半干馏温度为350℃或380℃，半干馏后得到的污泥半焦的可挥发份Vf为8％或12％，对污泥半焦进行除石、除铁、筛分处理，然后按照重量比：污泥半焦∶焦油∶调孔剂＝100∶10∶1均化混捏造粒，或者按照重量比：污泥半焦∶沥青∶调孔剂＝100∶20∶3均化混捏造粒，或者按照重量比：污泥半焦∶焦油∶调孔剂＝100∶30∶5均化混捏造粒，然后进行晾晒；
(5)将步骤(4)得到的粒状配料置于活化炉中，进行活化处理，活化处理温度为880℃或920℃，活化处理后进行筛分、制粉得到污泥活性炭，采用此方法所制备的污泥活性炭的大孔、中孔、过渡孔丰富，并且吸附平衡能力突出，吸附速度快。
上述步骤(4)中的调孔剂为纸浆黑液或无烟煤煤粉或烟煤煤粉或氯化钾或氢氧化钾或氢氧化钠。
实施例3：
本发明的利用污泥制备污泥活性炭的方法，包括如下步骤：
(1)按照1000000重量份的净水水处理厂和/或污水水处理厂的污泥加入70或80重量份的絮凝剂PAM和2或5或8或10重量份重金属螯合剂，得到污泥配料；
(2)将步骤(1)得到的污泥配料置于搅拌装置中进行搅拌，然后再将搅拌后的污泥配料置于浓缩脱水装置中进行脱水，浓缩脱水后污泥配料的含水量为80％或84％；
(3)将步骤(2)得到的脱水污泥配料置于烘干装置中进行烘干，烘干温度为60℃或70℃或80℃或90℃或110℃或120℃，烘干后污泥配料的含水量为22％或27％；
(4)将步骤(3)得到的烘干污泥配料置于半干馏气化炉中进行半干馏处理，半干馏温度为320℃或400℃，半干馏后得到的污泥半焦的可挥发份Vf为10％或15％，对污泥半焦进行除石、除铁、筛分处理，然后按照重量比：污泥半焦∶焦油∶调孔剂＝100∶10∶1均化混捏造粒，或者按照重量比：污泥半焦∶焦油或沥青∶调孔剂＝100∶20∶3均化混捏造粒，或者按照重量比：污泥半焦∶焦油∶调孔剂＝100∶30∶5均化混捏造粒，然后进行晾晒；
(5)将步骤(4)得到的粒状配料置于活化炉中，进行活化处理，活化处理温度为880℃或900℃，活化处理后进行筛分、制粉得到污泥活性炭，采用此方法所制备的污泥活性炭的大孔、中孔、过渡孔丰富，并且吸附平衡能力突出，吸附速度快。
上述步骤(4)中的调孔剂为纸浆黑液或无烟煤煤粉或烟煤煤粉或氯化钾或氢氧化钾或氢氧化钠。
参见图1，搅拌装置1可通过管路与浓缩脱水装置2相连，烘干装置3中用于烘干污泥配料的热介质气体和半干馏气化炉5中用于对污泥配料进行半干馏处理的热介质气体是通过串连有烟气换热器4的管路由焚烧炉6提供的，从烘干装置3中排出的气体通过烟气换热器4被加热后，被输送至活化炉7作为活化气体，上述活化炉7中用于对污泥半焦进行活化处理的热介质气体是由焚烧炉6提供，活化炉7和半干馏气化炉5排出的气体被输送至焚烧炉6用作燃料和热介质气体。
上述换热器4通过串联有余热锅炉8和吸附净化塔9的管路与烟囱10的进气口相连。
参见图2，搅拌装置11可通过管路与浓缩脱水装置12相连，烘干装置13中用于烘干污泥的热介质气体是半干馏气化炉15中排出的气体，从烘干装置13中排出的气体在烟气混合器14中与来自焚烧炉16的气体混合后，被输送至活化炉17作为活化气体，用于对污泥配料进行半干馏处理的热介质气体是通过连接有余热锅炉18的管路由焚烧炉16提供的，活化炉17和半干馏气化炉15排出的气体被输送至焚烧炉16用作燃料和热介质气体。
图2中的焚烧炉16通过串联有除尘器21余热锅炉18和吸附净化塔19的管路与烟囱20的进气口相连。
本发明的污泥活性炭，按照上述的利用污泥制备污泥活性炭的方法得到污泥活性炭。
上述重金属螯合剂包括多胺类重金属螯合剂和聚乙烯亚胺类重金属螯合剂，该重金属螯合剂在处理重金属废物时具有捕集重金属离子的效率高和种类多，处理重金属废物的类型广泛，并且稳定化产物不受废物pH变化的影响等优点。
重金属螯合剂可以采用不同种类的多胺或聚乙烯亚胺与二硫化碳反应得到，重金属螯合剂与重金属离子反应，生成高分子螯合物，重金属螯合剂是利用其高分子长链上的二硫代羧基官能团以离子键和共价键的形式捕集废物中的重金属离子，生成的稳定化产物是一种空问网状的高分子螯合物。
重金属螯合剂具体有EP 110，TMT-15有机硫等。
Claims (6)
1.利用污泥制备污泥活性炭的方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)按照1000000重量份的水处理厂的污泥加入50～100重量份的絮凝剂PAM和2-10重量份重金属螯合剂，得到污泥配料；
(2)将步骤(1)得到的污泥配料置于搅拌装置中进行搅拌，然后再将搅拌后的污泥配料置于浓缩脱水装置中进行脱水，浓缩脱水后污泥配料的含水量为75％—85％；
(3)将步骤(2)得到的脱水污泥配料置于烘干装置中进行烘干，烘干温度为60℃—120℃，烘干后污泥配料的含水量为20％—30％；
(4)将步骤(3)得到的烘干污泥配料置于半干馏气化炉中进行半干馏处理，半干馏温度为300℃—400℃，半干馏后得到的污泥半焦的可挥发份Vf为7％—15％，对污泥半焦进行除石、除铁、筛分处理，然后按照重量比：污泥半焦：黏合剂：调孔剂＝100：10—30：1—5均化混捏造粒，并进行晾晒；
(5)将步骤(4)得到的粒状配料置于活化炉中，进行活化处理，活化处理温度为850℃—950℃，活化处理后进行筛分、制粉得到污泥活性炭。
2.按照权利要求1所述的利用污泥制备污泥活性炭的方法，其特征在于：所述步骤(4)中的黏合剂为沥青或焦油，调孔剂为纸浆黑液或无烟煤煤粉或烟煤煤粉或氯化钾或氢氧化钾或氢氧化钠。
3.按照权利要求1所述的利用污泥制备污泥活性炭的方法，其特征在于：所述步骤(3)中的烘干装置中用于烘干所述污泥的热介质气体和所述步骤(4)中的半干馏气化炉中用于对所述污泥进行半干馏处理的热介质气体是通过串连有烟气换热器的管路由焚烧炉提供的，从烘干装置中排出的气体通过换热器被加热后，被输送至活化炉作为活化气体，所述步骤(5)中的活化炉中用于对所述污泥半焦进行活化处理的热介质气体是由焚烧炉提供，活化炉和半干馏气化炉排出的气体被输送至焚烧炉用作燃料和热介质气体。
4.按照权利要求3所述的利用污泥制备污泥活性炭的方法，其特征在于：所述换热器通过串联有余热锅炉和吸附净化塔的管路与烟囱的进气口相连。
5.按照权利要求1所述的利用污泥制备污泥活性炭的方法，其特征在于：所述步骤(3)中的烘干装置中用于烘干所述污泥的热介质气体是所述步骤(4)中的半干馏气化炉中排出的气体，从烘干装置中排出的气体在烟气混合器中与来自焚烧炉的气体混合后，被输送至活化炉作为活化气体，用于对所述污泥配料进行半干馏处理的热介质气体是通过连接有余热锅炉的管路由焚烧炉提供的，活化炉和半干馏气化炉排出的气体被输送至焚烧炉用作燃料和热介质气体。
6.按照权利要求1至5中任何一项所述的利用污泥制备污泥活性炭的方法得到所述污泥活性炭。
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