CN107824158A - 一种污水处理厂干化污泥制备污泥活性炭的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种污水处理厂干化污泥制备污泥活性炭的方法，属于污水处理厂污泥利用技术领域，用于解决传统活性炭使用成本较高以及污水处理厂污泥处置的问题。该方法以污水处理厂的干化污泥为原料，加入改性剂交联改性，以羧甲基纤维素钠为有机粘合剂，通过煅烧高岭土增加污泥活性炭的可塑性，将污水厂产生的污泥在掺入前述材料的情况下转变为污泥活性炭并经机械造粒后成为具有一定粒径的污泥活性炭，所制得的污泥活性炭具有丰富的孔隙结构和良好的吸附特性，可代替传统活性炭用于污水厂的深度处理，同时，污泥活性炭来源于污水处理厂处理后的污泥，对污泥进行资源化利用，为污水厂的污泥处置提供了一条很好的出路。

Description

一种污水处理厂干化污泥制备污泥活性炭的方法
技术领域
本发明涉及污水处理厂污泥利用技术领域，具体涉及一种污水处理厂干化污泥制备污泥活性炭的方法。
背景技术
随着社会发展水平的不断提高，全国城镇污水处理厂的数量及规模都有了大幅度的增长，同时一些高污染行业如印染、纺织、印刷等为实现废水的达标排放，也分别在企业内部建造了小型的污水处理厂。由于对污泥的处理方式方法的迥异导致污泥的处理能力严重不足，处理方法落后，使得污泥简单填埋堆放，湿污泥随意外运粗暴的处理方式层出不穷，产生了“污泥围城”现象。而污泥富集了污水中的污染物，含有大量的氮、磷等营养物质以及有机物、病毒微生物、寄生虫卵、重金属等有毒有害物质，不经有效处理处置，随意排放将对环境产生严重的危害。因此，污泥处理要求减少体积、稳定有机物、去除，分解或者“固定”污泥中的有毒、有害物质，在实现污泥减量化、稳定化和无害化处理的同时能够实现回收污泥中的有用物质和能源，达到实现污泥资源化利用的目的。
以污水厂的污泥为原料制备污泥活性炭是一种实现污泥资源化利用的方法。传统活性炭因其优良的吸附效果而被用于污水的深度处理，然而其再生次数有限且再生后出现性能退化现象等使得运行成本较高，导致传统活性炭难以在污水厂大量的推广使用。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当视为承认或以任何形式暗示该信息为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的是提供一种干化污泥制备污泥活性炭的方法，它能将污水厂处理后的干化污泥在掺入其他材料的情况下转变为污泥活性炭，经机械造粒后成为具有一定粒径的材料，具有丰富的孔隙结构和良好的吸附特性，可代替用于污水厂深度处理的传统活性炭，是一种有效的污泥资源化利用途径。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种污水处理厂污泥制备污泥活性炭的方法，包括如下步骤：
步骤一、污水处理厂处理后的干化污泥自经研磨后过200目标准筛，将筛后的粉末干污泥完全浸没在交联改性剂中，室温混合搅拌并交联改性24h以上得到交联改性后的污泥；
步骤二、将所述步骤一中交联改性后的污泥制成含水率在30％以下的污泥粉末；
步骤三、将所述步骤二中污泥粉末盛于坩埚中，在马弗炉内以450～550℃煅烧1h，煅烧结束后自然冷却得到污泥活性炭粉末；
步骤四、将所述步骤三中污泥活性炭粉末、煅烧高岭土和硫酸钙按照一定比例混合均匀，加入溶胶中调成糊状，加热干燥使其含水率在30％左右，冲压成型即得到颗粒状污泥；
步骤五、将所述步骤四中颗粒状污泥置于105℃的鼓风干燥箱中干燥6～12h，即制得污泥活性炭成品。
进一步地，所述交联改性剂为3mol/L的氯化锌溶液。
进一步地，所述步骤二包括如下步骤：
第一步将所述步骤一中交联改性后的污泥滤去上层液体得到改性污泥；
第二步将所述第一步的改性污泥用1～2mol/L的盐酸清洗两遍，然后用清水冲洗多遍，直至冲洗水pH为6～7为止；
第三步将所述第二步清洗后的改性污泥在120℃的鼓风干燥箱中烘干得到含水率在30％以下的污泥粉末。
进一步地，所述步骤四中溶胶是在羧甲基纤维素钠中加入一定量的20％浓度的氨水，并加水后制成的羧甲基纤维素钠溶胶。
进一步地，所述硫酸钙为粉末状。
进一步地，所述步骤四中污泥活性炭粉末、煅烧高岭土、硫酸钙质量比为10:4:1。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：
本发明提供的污水处理厂的干化污泥制备污泥活性炭的方法以污水处理厂处理后的干化污泥为原料，加入改性剂交联改性，以羧甲基纤维素钠为有机粘合剂，通过煅烧高岭土增加污泥活性炭的可塑性，该方法能将污水厂产生的污泥在掺入前述材料的情况下转变为污泥活性炭并经机械造粒后成为具有一定粒径的污泥活性炭，所制得的污泥活性炭具有丰富的孔隙结构和良好的吸附特性，可代替传统活性炭用于污水厂的深度处理。同时，本发明的污泥活性炭来源于污水处理厂处理后的污泥，对污泥进行资源化利用，为污水厂的污泥处置提供了一条很好的出路。本发明的污水处理厂干化污泥制备污泥活性炭的方法，操作简便，污泥资源化利用，具有较好的推广价值。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明的污水处理厂干化污泥制备污泥活性炭的方法作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。
本发明的原理为：将污水厂处理后的干化污泥在掺入其他材料的情况下，经机械造粒后成为具有一定粒径的污泥活性炭，所制得的污泥活性炭具有丰富的孔隙结构和良好的吸附特性，可代替传统活性炭用于污水厂的深度处理，变废为宝，实现污泥的资源化利用。
本发明实施例中交联改性剂为3mol/L的氯化锌溶液。污泥活性炭粉末、煅烧高岭土、硫酸钙质量比为10:4:1。
实施例1
污水处理厂污泥制备污泥活性炭的方法，包括如下步骤：
步骤S1污水处理厂处理后的干化污泥经研磨后过200目标准筛，将筛后的粉末干污泥90g完全浸没在交联改性剂3mol/L的氯化锌溶液中，室温混合搅拌并交联改性24h以上得到交联改性后的污泥；
步骤S2将步骤S1中交联改性后的污泥滤去上层液体，得到改性污泥，用1～2mol/L的盐酸清洗两遍，然后用清水冲洗多遍，直至冲洗水pH为6～7为止，之后再将清洗后的污泥在120℃的鼓风干燥箱中烘干,从而制成含水率在30％以下的污泥粉末；
步骤S3将步骤S2中含水率在30％以下的污泥粉末盛于坩埚中，在马弗炉内以450～550℃煅烧1h，煅烧结束后自然冷却得到污泥活性炭粉末；
步骤S4将步骤S3中污泥活性炭粉末90g、煅烧高岭土36g和硫酸钙粉末9g混合均匀，加入羧甲基纤维素钠18g和20％浓度的氨水2.7g加水后制成的羧甲基纤维素钠溶胶中调节至糊状，加热干燥使其含水率在30％左右，冲压成型即得到颗粒状污泥；
步骤S5将步骤S4中颗粒状污泥置于105℃的鼓风干燥箱中干燥6～12h，即制得污泥活性炭成品。
经测试，按照上述方法制得的污泥活性炭性能如下：
污泥活性炭的粒径约为10mm，污泥活性炭对亚甲基蓝的吸附量为6mg/g，具有良好的吸附性能。也就是说，本发明的污泥活性炭具有一定的活性炭吸附性能，可作为污水处理厂传统活性炭的替代品。
综上所述，本发明提供的污水处理厂干化污泥制备污泥活性炭的方法以污水处理厂处理后的干化污泥为原料，加入改性剂交联改性，以羧甲基纤维素钠为有机粘合剂，通过煅烧高岭土增加污泥活性炭的可塑性。本发明的污泥活性炭对亚甲基蓝的吸附量达到6mg/g，表明本发明的污泥活性炭具有一定的活性炭性能，可作为污水处理厂传统活性炭的替代品。同时，本发明的污泥活性炭来源于污水处理厂处理后的污泥，对污泥进行资源化利用，为污水厂的污泥处置提供了一条很好的出路。本发明的污水处理厂干化污泥制备污泥活性炭的方法，操作简便，污泥资源化利用，具有较好的推广价值。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定。本领域的技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种污水处理厂干化污泥制备污泥活性炭的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、污水处理厂处理后的干化污泥自经研磨后过200目标准筛，将筛后的粉末干污泥完全浸没在交联改性剂中，室温混合搅拌并交联改性24h以上得到交联改性后的污泥；
步骤二、将所述步骤一中交联改性后的污泥制成含水率在30%以下的污泥粉末；
步骤三、将所述步骤二中污泥粉末盛于坩埚中，在马弗炉内以450~550℃煅烧1h，煅烧结束后自然冷却得到污泥活性炭粉末；
步骤四、将所述步骤三中污泥活性炭粉末、煅烧高岭土和硫酸钙按照一定比例混合均匀，加入溶胶中调成糊状，加热干燥使其含水率在30%左右，冲压成型即得到颗粒状污泥；
步骤五、将所述步骤四中颗粒状污泥置于105℃的鼓风干燥箱中干燥6~12h，即制得污泥活性炭成品。
2.根据权利要求1所述的污水处理厂干化污泥制备污泥活性炭的方法，其特征在于，所述交联改性剂为3mol/L的氯化锌溶液。
3.根据权利要求1所述的污水处理厂干化污泥制备污泥活性炭的方法，其特征在于，所述步骤二包括如下步骤：
第一步 将所述步骤一中交联改性后的污泥滤去上层液体得到改性污泥；
第二步 将所述第一步的改性污泥用1~2mol/L的盐酸清洗两遍，然后用清水冲洗多遍，直至冲洗水pH为6~7为止；
第三步 将所述第二步清洗后的改性污泥在120℃的鼓风干燥箱中烘干得到含水率在30%以下的污泥粉末。
4.根据权利要求1所述的污水处理厂干化污泥制备污泥活性炭的方法，其特征在于，所述步骤四中溶胶是在羧甲基纤维素钠中加入一定量的20%浓度的氨水，并加水后制成的羧甲基纤维素钠溶胶。
5.根据权利要求1所述的污水处理厂干化污泥制备污泥活性炭的方法，其特征在于，所述硫酸钙为粉末状。
6.根据权利要求1所述的污水处理厂干化污泥制备污泥活性炭的方法，其特征在于，所述步骤四中污泥活性炭粉末、煅烧高岭土、硫酸钙质量比为10:4:1。
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