CN102078791A - 一种污泥活性炭及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种污泥活性炭及其制备方法，适用于各种有毒气体的去除以及污水中COD、有色物质的去除。主要由剩余污泥和废弃纸质材料组成；制备方法为：1)将污泥制备成100目以下的污泥颗粒；2)按照污泥质量百分含量60-90％，废弃纸质材料质量百分含量10-40％的比例将二者混合，然后与3mol/L-5mol/L的活化剂溶液按固液质量比1∶2-1∶3.5混合，于70-80℃加热，干燥得活化污泥颗粒；3)以15-20℃/min的速率升温至450-650℃保温30-90min后，在氮气中冷却，依次用盐酸和蒸馏水洗涤，烘干。本发明具有净化度好、吸附碘值高、制备简单和成本低的特点。

Description

一种污泥活性炭及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种以剩余污泥为主要原材料的污泥活性炭及其制备方法，适用于各种有毒气体的去除以及污水中COD、有色物质的去除。

背景技术

近年来，现代工业和人民生活水平不断提高，城市污水厂数量和处理水量的也在逐年提高，因此，城市污水厂污泥的产生量也在急剧增加。随着我国城市化进程的加快，必将产生更多的给水和污水污泥。污泥污染问题已成为公众关注的主要问题之一。因此，在环境标准日益严格的当下，对污泥进行资源化的开发利用研究，受到了越来越多的关注。

污水厂污泥的资源化利用主要途径有用于建材、燃烧发电，制备活性炭、粘结剂、燃料等，污泥还可以用来生产蛆酬肥料、作絮凝剂、合成生物可降解塑料等，污水污泥焚烧灰还可作为植栽土壤和土壤改良剂试用。

活性炭是一种具有丰富的内部孔隙结构和较高比表面积的优良吸附材料，但其原材料主要是煤和木材等含碳材料，成本较高。城市污水处理厂污泥含有大量有机物和腐殖质等可利用资源，因此，能将污泥转化为含碳吸附剂，不仅成本低廉，节约珍贵资源，同时还解决了污泥的处理处置这一环境难题，并变废为宝，实现了污泥的资源化。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于去除各种有毒气体的去除以及污水中COD、有色物质的以剩余污泥为主要原材料的污泥活性炭及其制备方法。

本发明所提供的一种污泥活性炭由剩余污泥和废弃纸质材料组成；首先将二者混合，混合物中活性炭中污泥所占的质量百分含量为60-90％，废弃纸质材料所占的质量百分含量为10-40％。

本发明所提供的一种污泥活性炭的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将污泥干燥、研磨、过筛，保留粒径范围为100目以下的污泥颗粒；

2)按照污泥的质量百分含量为60-90％，废弃纸质材料的质量百分含量为10-40％的比例将二者混合，再将此污泥颗粒样品与3mol/L-5mol/L的活化剂溶液按固液比为1∶2-1∶3.5混合后，于70-80℃加热搅拌1-2h，而后干燥至恒重，得到活化污泥颗粒；

3)将活化污泥颗粒以15-20℃/min的升温速率升温至450-650℃保温30-90min后，在氮气中冷却，而后依次用盐酸和70-80℃的蒸馏水洗涤，烘干，即得到污泥活性炭；

步骤2)中所述的活化剂为氯化锌、硫酸或氢氧化钾中的一种；

本发明的优点在于回收利用了污水处理厂的剩余污泥，将剩余污泥经活化生成了活性炭，使废弃污泥得到资源化，大大解决了剩余污泥的出路问题，并利用废弃纸质材料作为副料，提高炭含量，充分利用了废弃纸质材料。因此，本吸附剂具有净化度好、吸附碘值高、制备简单和成本低的特点。本活性炭可广泛应用于各种有毒气体的去除以及污水中COD、有色物质的脱除。

以下结合具体实施方式对本发明作进一步说明。

具体实施方式

下述实施例中所使用的污泥为污水处理厂二沉池的剩余污泥。

实施例1

1)将污泥干燥、研磨、过筛，保留粒径范围为100目以下的污泥颗粒；

2)按照污泥的质量百分含量为90％，废弃纸质材料的质量百分含量为10％的比例将二者混合，再将此污泥颗粒样品与3mol/L的氯化锌溶液按固液比为1∶2混合后，于70℃加热搅拌1h，而后干燥至恒重，得到活化污泥颗粒；

3)将活化污泥颗粒以15℃/min的升温速率升温至450℃保温90min后，在氮气中冷却，而后依次用盐酸和70℃的蒸馏水洗涤，烘干，即得到污泥活性炭；

污泥活性炭的碘值为320mg/g。

实施例2

1)将污泥干燥、研磨、过筛，保留粒径范围为100目以下的污泥颗粒；

2)按照污泥的质量百分含量为85％，废弃纸质材料的质量百分含量为15％的比例将二者混合，再将此污泥颗粒样品与3mol/L的氢氧化钾溶液按固液比为1∶2混合后，于75℃加热搅拌1.5h，而后干燥至恒重，得到活化污泥颗粒；

3)将活化污泥颗粒以15℃/min的升温速率升温至500℃保温90min后，在氮气中冷却，而后依次用盐酸和70℃的蒸馏水洗涤，烘干，即得到污泥活性炭；

污泥活性炭的碘值为338mg/g。

实施例3

1)将污泥干燥、研磨、过筛，保留粒径范围为100目以下的污泥颗粒；

2)按照污泥的质量百分含量为80％，废弃纸质材料的质量百分含量为20％的比例将二者混合，再将此污泥颗粒样品与3mol/L的硫酸按固液比为1∶2.5混合后，于80℃加热搅拌1.5h，而后干燥至恒重，得到活化污泥颗粒；

3)将活化污泥颗粒以15℃/min的升温速率升温至500℃保温60min后，在氮气中冷却，而后依次用盐酸和70℃的蒸馏水洗涤，烘干，即得到污泥活性炭；

污泥活性炭的碘值为340mg/g。

实施例4

1)将污泥干燥、研磨、过筛，保留粒径范围为100目以下的污泥颗粒；

2)按照污泥的质量百分含量为75％，废弃纸质材料的质量百分含量为25％的比例将二者混合，再将此污泥颗粒样品与4mol/L的氯化锌溶液按固液比为1∶2.5混合后，于75℃加热搅拌1h，而后干燥至恒重，得到活化污泥颗粒；

3)将活化污泥颗粒以20℃/min的升温速率升温至550℃保温60min后，在氮气中冷却，而后依次用盐酸和75℃的蒸馏水洗涤，烘干，即得到污泥活性炭；

污泥活性炭的碘值为335mg/g。

实施例5

1)将污泥干燥、研磨、过筛，保留粒径范围为100目以下的污泥颗粒；

2)按照污泥的质量百分含量为70％，废弃纸质材料的质量百分含量为30％的比例将二者混合，再将此污泥颗粒样品与4mol/L的氢氧化钾溶液按固液比为1∶3混合后，于80℃加热搅拌2h，而后干燥至恒重，得到活化污泥颗粒；

3)将活化污泥颗粒以20℃/min的升温速率升温至600℃保温60min后，在氮气中冷却，而后依次用盐酸和80℃的蒸馏水洗涤，烘干，即得到污泥活性炭；

污泥活性炭的碘值为374mg/g。

实施例6

1)将污泥干燥、研磨、过筛，保留粒径范围为100目以下的污泥颗粒；

2)按照污泥的质量百分含量为65％，废弃纸质材料的质量百分含量为35％的比例将二者混合，再将此污泥颗粒样品与4mol/L的硫酸按固液比为1∶3.5混合后，于70℃加热搅拌2h，而后干燥至恒重，得到活化污泥颗粒；

3)将活化污泥颗粒以15℃/min的升温速率升温至650℃保温30min后，在氮气中冷却，而后依次用盐酸和80℃的蒸馏水洗涤，烘干，即得到污泥活性炭；

污泥活性炭的碘值为366mg/g。

实施例7

1)将污泥干燥、研磨、过筛，保留粒径范围为100目以下的污泥颗粒；

2)按照污泥的质量百分含量为60％，废弃纸质材料的质量百分含量为40％的比例将二者混合，再将此污泥颗粒样品与5mol/L的氯化锌溶液按固液比为1∶3.5混合后，于70℃加热搅拌2h，而后干燥至恒重，得到活化污泥颗粒；

3)将活化污泥颗粒以15℃/min的升温速率升温至500℃保温90min后，在氮气中冷却，而后依次用盐酸和80℃的蒸馏水洗涤，烘干，即得到污泥活性炭；

污泥活性炭的碘值为392mg/g。

Claims (2)

1.一种污泥活性炭，其特征在于，主要的原材料为污泥和废弃的纸质材料，其中污泥所占的质量百分含量为60-90％，废弃纸质材料所占的质量百分含量为10-40％。

2.根据权利要求1所述的一种污泥活性炭的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将污泥干燥、研磨、过筛，保留粒径范围为100目以下的污泥颗粒；

2)按照污泥的质量百分含量为60-90％，废弃纸质材料的质量百分含量为10-40％的比例将二者混合，再将此污泥颗粒样品与3mol/L-5mol/L的活化剂溶液按固液比为1∶2-1∶3.5混合后，于70-80℃加热搅拌1-2h，而后干燥至恒重，得到活化污泥颗粒；

3)将活化污泥颗粒以15-20℃/min的升温速率升温至450-650℃保温30-90min后，在氮气中冷却，而后依次用盐酸和70-80℃的蒸馏水洗涤，烘干，即得到污泥活性炭；

步骤2)中所述的活化剂为氯化锌、硫酸或氢氧化钾中的一种。