CN103100369A - 利用稻壳活性炭制备生活污水生物处理技术基质的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及制备生活污水生物处理技术基质的方法，具体是一种利用稻壳活性炭制备生活污水生物处理技术基质的方法，由土壤、稻壳活性炭按不同质量比均匀混合而成。本发明采用的稻壳活性炭是利用农业废弃物稻壳经活化剂活化制备的，富含中孔和微孔结构，比表面积大，吸附能力强；将稻壳活性炭与土壤按一定比例均匀混合后制成的基质，可以用来吸附农村分散型生活污水中的氮磷；既能净化水体，又能作为富含氮磷的肥料施用到农田中，实现了资源的可循环利用。
Description
技术领域：
本发明涉及一种利用稻壳活性炭制备生活污水生物处理技术基质的方法。
背景技术：
现有的用于农村分散型生活污水生物处理技术基质有砾石、粉煤灰、钢渣、陶粒等，这些基质普遍存在对污染物吸附能力有限，易饱和，吸附饱和后去污能力明显下降，难处理等问题，限制其大规模应用。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题是，提供一种易得、廉价、高效、可实现资源循环利用的用于农村分散型生活污水生物处理技术基质，以克服现有技术的不足。
本发明技术方案：它是由下列配方和方法制成的：
配方，包括下列重量百分比的原料：
土壤20-60目，95-99.75％；
稻壳活性炭100目，0.25-5％。
方法：稻壳活性炭制备过程包括炭化、活化、酸洗、水洗、干燥5步：
①炭化：将稻壳与氯化锌溶液(质量分数为55％)按料液比1∶1混合后，放入105℃恒温干燥器中进行干燥和初步炭化。
②活化：将干燥炭化稻壳置于管式电阻炉中，按照设定程序以10℃/min升温速度从室温升到500℃，保持60min，然后自然冷却至室温其间以200mL/min流量通入高纯N2保护。
③酸洗：取出活化产物加入0.1mol/L盐酸后置于80℃恒温水浴锅搅拌30min。
④水洗：将酸洗后活化产物用去离子水反复冲洗，直到pH为中性左右。
⑤干燥：将样品置于80℃干燥器中干燥，待完全干燥后自然冷却至室温过100目筛。
将制备好的稻壳活性炭与土壤按一定的质量比均匀混合。
上述的稻壳活性炭与土壤的质量比为0.25％-5％。
前述的稻壳活性炭与土壤的均匀混合基质的厚度为0.5-50cm。
有现有技术相比，本发明采用的稻壳活性炭是利用农业废弃物稻壳经活化剂活化制备的，富含中孔和微孔结构，比表面积大，具有很强的吸附能力；将稻壳活性炭与土壤按一定比例均匀混合后制成的基质能很好的吸附污水中的氮磷，既能净化水体，又能作为富含氮磷肥料使用，无二次污染，实现了资源的循环利用。
附图说明：
附图1为试验装置图；
附图2为稻壳活性炭用量和污染物处理效果的综合效益图。
具体实施方式：
本发明的实施例：
1.稻壳活性炭的制备：
实验所选稻壳采自安徽省巢湖地区，将稻壳用自来水洗除灰尘，再用去离子水反复漂洗，烘干备用。稻壳活性炭制备过程包括炭化、活化、酸洗、水洗、干燥5步：
(1)炭化：将稻壳与氯化锌溶液(质量分数为55％)按料液比1∶1混合后，放入105℃恒温干燥器中进行干燥和初步炭化。
(2)活化：将干燥炭化稻壳置于管式电阻炉中，按照设定程序以10℃/min升温速度从室温升到500℃，保持60min，然后自然冷却至室温，其间以200mL/min流量通入高纯N2保护。
(3)酸洗：取出活化产物加入0.1mol/L盐酸后置于80℃恒温水浴锅搅拌30min。
(4)水洗：将酸洗后活化产物用去离子水反复冲洗，直到pH为中性左右。
(5)干燥：将样品置于80℃干燥器中干燥，待完全干燥后自然冷却至室温过100目筛备用。
2.土壤的制备：
实验所用土壤为采自安徽省巢湖地区的黄褐土，经磨碎，自然风干后，过20-60目筛称重备用。
3.基质的制备：
将稻壳活性炭与土壤按表1中的比例均匀混合后，制备出5种试验用基质。
表1 5种试验基质的组成
4.试验方法：
将配制的5种试验基质放入5个相同的整理箱(40cm×25cm×20cm)中，如图1所示， 上端安装进水阀，控制布水量；下端为放水阀，用来取出水进行试验分析。进水为人工配制的模拟生活污水中磷浓度的磷酸二氢钾溶液，用钼锑抗比色法测出水中磷的浓度，进而算出基质对磷的去除率。
具体试验方案为：每天从上端布水阀布入磷浓度为4mg/L的溶液5L，第二天从下端出水阀取水样进行分析，连续运行半个月(试验期间室内平均温度为28-34℃)，5种基质对磷的去除效果见表2。
表2 5种试验基质对磷的平均去除效果
随着质量比的增大，稻壳活性炭的用量也相应增加，即成本也在增加，通过图2表明，针对我国中南地区农村分散型生活污水特点，兼顾生活污水处理效果和稻壳活性炭的成本，稻壳活性炭与土壤质量比为1％时综合效益最佳。
综上所述，稻壳活性炭具有比表面积大，对磷吸附效果好的特点，可与土壤按一定比例混合，用作农村分散型生活污水生态处理技术基质，当吸附饱和后，还可以作为生物肥料施用的农田中，实现了资源的循环利用，具有良好的应用前景。
Claims (3)
1.一种利用稻壳活性炭制备污水生物处理技术基质的方法，其特征在于：它是由下列配方和方法得到的：
配方，包括下列重量百分比的原料：
土壤20-60目，95-99.75％；
稻壳活性炭100目，0.25-5％。
方法：稻壳活性炭制备过程包括炭化、活化、酸洗、水洗、干燥5步：
①炭化：将稻壳与氯化锌溶液(质量分数为55％)按料液比1∶1混合后，放入105℃恒温干燥器中进行干燥和初步炭化。
②活化：将干燥炭化稻壳置于管式电阻炉中，按照设定程序以10℃/min升温速度从室温升到500℃，保持60min，然后自然冷却至室温，其间以200mL/min流量通入高纯N2保护。
③酸洗：取出活化产物加入0.1mol/L盐酸后置于80℃恒温水浴锅搅拌30min。
④水洗：将酸洗后活化产物用去离子水反复冲洗，直到pH为中性左右。
⑤干燥：将样品置于80℃干燥器中干燥，待完全干燥后自然冷却至室温过100目筛。
将制备好的稻壳活性炭与风干的土壤按一定的质量比均匀混合。
2.根据权利要求1所述的利用稻壳活性炭制备污水生物处理技术基质，其特征在于：稻壳活性炭与土壤的质量比为0.25％-5％。
3.根据权利要求1所述的利用稻壳活性炭制备污水生物处理技术基质，其特征在于：稻壳活性炭、土壤均匀混合的厚度为0.5-50cm。
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