CN104148016A

CN104148016A - 一种粉煤灰耦合生物炭制备陶粒吸附材料的方法

Info

Publication number: CN104148016A
Application number: CN201410430005.8A
Authority: CN
Inventors: 邓春健; 涂婷; 胡梅娟; 黄林长; 王佳俊
Original assignee: Nanchang Hangkong University
Current assignee: Nanchang Hangkong University
Priority date: 2014-08-28
Filing date: 2014-08-28
Publication date: 2014-11-19

Abstract

本发明提出了一种粉煤灰耦合生物炭制备陶粒吸附材料的方法，属于固体废物资源化技术领域。该材料主要由粉煤灰耦合生物炭制备，制备步骤如下：生物炭预处理、其他原材料预处理、原材料混合、造粒和烧结。相对于现有技术，本发明具有以下显著特点和有益效果：对生物炭用有机溶剂进行洗涤可有效降低生物炭带入的多环芳烃，同时增加生物炭比表面积。在制备过程中不添加任何化工原料，从而降低原料成本。再生容易，设备结构简单，运行方便。适用废水种类广，适用有机废水以及含重金属离子如Cu²⁺，Pb²⁺等的废水。

Description

一种粉煤灰耦合生物炭制备陶粒吸附材料的方法

技术领域

本发明属于固体废物资源化技术领域，具体涉及一种粉煤灰耦合生物炭制备陶粒吸附材料的方法。

背景技术

在电厂粉煤燃烧后生成的粉煤灰正越来越受到关注，除了广泛用于建材、建工等工业领域外，目前还用于土壤改良、农药载体等农业领域。随着环境污染日渐严重以及人们的环保意识不断加强，粉煤灰在环保领域的应用研究也正受到重视。

生物炭是指生物质（如农林业废弃物等）在缺氧及低氧环境中经热裂解后的固体产物，其表面富含羧基、酚羟基、羰基等各种官能团，孔隙结构发达，并且颗粒表面带有大量负电荷，电荷密度高，可作为吸附材料用于含有机物和重金属的废水处理。

申请号2008101627908的发明公开了一种以粉煤灰为主要原料制备处理废水的多孔陶粒的方法，制造工艺简单，再生容易，但其主要用于处理含有机物废水。中国专利102701785B提出了一种粉煤灰免烧结的陶粒制备方法，制备过程不需要烧结，从而可以减少耗能，处理重金属离子效果较好，但需加入表面活性剂和金属硫化物，且在蒸养工序中仍需消耗一定的热能，同时只侧重含重金属离子废水的处理。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种用于废水处理的陶粒吸附材料，该材料由粉煤灰耦合生物炭制备。

一种粉煤灰耦合生物炭制备陶粒吸附材料的方法，其特征在于：包括下列步骤：

（1）生物炭预处理：将生物炭用有机溶剂（包括但不限于乙醇溶液）浸泡洗涤后过滤，常温下晾干粉碎；

（2）原材料预处理：将预处理好的生物炭、粉煤灰、红土分别过80目筛，取筛下物，放入100℃烘箱中烘干后备用；

（3）原材料混合：按重量百分比20-40%的生物炭、30-50%的粉煤灰、10-50%的红土搅拌均匀；

（4）造粒：加入适量去离子水，制造陶粒坯料；

（5）烧结：陶粒坯常温下风干固化后，送入烧结炉，以1℃/min的升温速度升至200℃保温20-40min，再升温至800℃烧结，保温1h，在烧结炉中冷却至常温后得所得本发明陶粒吸附材料。

本发明所述粉煤灰为火力发电厂采用煤作为燃料而排放出的粉煤灰。

本发明所述所述生物炭为采用农林业废弃物经热裂解制备。

本发明相对于现有技术，具有以下显著特点和有益效果：

（1）生物炭表面会附带生物质在裂解过程中生成的多环芳烃（PAHs），因为陶粒坯料在烧结中处于缺氧氛围，附带的PAHs无法通过燃烧方式去除，用有机溶剂洗涤生物炭可有效降低生物炭中的PAHs，同时可以增加生物炭比表面积。

（2）在制备过程中不添加任何化工原料，从而降低原料成本。利用本发明陶粒进行废水处理，再生容易，设备结构简单，运行方便。和不添加生物炭的陶粒相比，其表面官能团丰富，适用废水种类广，可以适用有机废水以及含重金属离子如Cu²⁺，Pb²⁺的废水。

具体实施方式

下面列举具体实施例对本发明的发明目的作进一步详细地描述，实施例不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施例。除非特别说明，本发明采用的材料和加工方法为本技术领域常规材料和加工方法。

实施例一

（1）生物炭预处理：将快速热裂解稻壳生物炭用乙醇溶液浸泡洗涤后过滤，常温下晾干后粉碎。

（2）原材料预处理：将预处理好的生物炭、粉煤灰、红土分别过80目筛，取筛下物，放入100℃烘箱中烘干后备用。

（3）原材料混合：按重量百分比20%的生物炭、50%的粉煤灰、30%的红土搅拌均匀。

（4）造粒：加入适量去离子水，制造陶粒坯料。

（5）烧结：陶粒坯料常温下风干固化后，送入烧结炉，以1℃/min的升温速度升至200℃保温30min，再升温至800℃烧结，保温1h，在烧结炉中冷却至常温后得所得本发明陶粒吸附材料。

实施例二

（3）原材料混合：按重量百分比40%的生物炭、30%的粉煤灰、30%的红土搅拌均匀。

（4）造粒：加入适量去离子水，制造陶粒坯料。

（5）烧结：陶粒坯料常温下风干固化后，送入烧结炉，以1℃/min的升温速度升至200℃保温20min，再升温至800℃烧结，保温1h，在烧结炉中冷却至常温后得所得本发明陶粒吸附材料。

实施例三

（3）原材料混合：按重量百分比40%的生物炭、50%的粉煤灰、10%的红土搅拌均匀。

（4）造粒：加入适量去离子水，制造陶粒坯料。

实施例四

（3）原材料混合：按重量百分比20%的生物炭、30%的粉煤灰、50%的红土搅拌均匀。

（4）造粒：加入适量去离子水，制造陶粒坯料。

陶粒处理废水应用实例

取本发明制得的陶粒吸附材料制成滤柱，通过蠕动泵分别将含COD废水和含Cu²⁺废水采用非循环方式通过滤柱，废水COD脱除率为87.9%，含Cu²⁺吸附率为90.8%。

上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明内容所作的均等变化与修饰，都为本发明权利要求所要求保护的范围所涵盖。

Claims

1.一种粉煤灰耦合生物炭制备陶粒吸附材料的方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）生物炭预处理：将生物炭用有机溶剂浸泡洗涤后过滤，常温下晾干粉碎；

（2）其他原材料预处理：将上述生物炭、粉煤灰、红土分别过80目筛，取筛下物，放入100℃烘箱中烘干后备用;

（3）原材料混合：按重量百分比20-40%的生物炭、30-50%的粉煤灰，重量百分比10-50%的红土搅拌均匀;

（4）造粒：加入适量去离子水，制造陶粒坯料;

（5）焙烧：陶粒坯料常温下风干固化后，送入烧结炉，以1℃/min的升温速度至200℃，保温20-40min，再升温至800℃烧结，保温1h，在烧结炉中冷却至常温后得本发明陶瓷颗粒吸附材料。

2.按照权利要求1所述一种粉煤灰耦合生物炭制备陶粒吸附材料的方法，其特征在于:所述粉煤灰为火力发电厂采用煤作为燃料而排放出的粉煤灰。

3.按照权利要求1所述一种粉煤灰耦合生物炭制备陶粒吸附材料的方法，其特征在于：所述生物炭为采用农林业废弃物经热裂解制备。