CN107934957A - 一种成型污泥活性炭制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种成型污泥活性炭制备方法，属于污水处理厂污泥利用领域，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。该制备方法，首先将污水处理厂经脱水挤压后形成的湿泥饼制作成一定粒径的块状污泥，然后鼓风干燥，并在氯化锌溶液中交联改性，最后将交联改性后的污泥胚烘干并清洗后置于马弗炉内高温碳化，从而制得污泥活性炭。本发明制备的成型污泥活性炭不仅可以取代部分活性炭，降低运行成本，用于污水处理厂的深度处理，还实现了污泥的资源化利用，解决了污水厂污泥的出路问题。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理厂污泥利用技术领域，特别涉及一种成型污泥活性炭制备方法。
背景技术
随着城市污水处理厂数量的增多和处理能力的增强，污泥产生量也日益增大。据统计，以含水率80％的污泥计，全国2010年以来的污泥总产量每年以10％的速率增长，且以突破3000万吨。污泥作为污水处理厂的主要剩余产物，其成分复杂，包含纤维、泥沙、动植物残体、微生物菌胶团、重金属、有机物的物质等。成分复杂的污泥不经处理而随意掩埋、弃置将会对环境造成严重的二次污染。即使几年前较为热门的污泥农用，污泥焚烧等处理方式，不仅二次污染了自然环境，还造成了大量有机物质的严重浪费，剩余能源得不到有效利用。
通过将污水处理厂污泥活化热处理后制备成污泥活性炭是目前国内外的研究热点之一。使用污泥制备的活性炭具有与传统活性炭相似的物理和化学性质，如丰富的孔隙度和良好的吸附效果。将污泥活性炭与生物膜法结合，利用污泥活性炭的吸附效果和微生物的降解作用协同去除水中的有机物。污泥活性炭为微生物的生长提供适宜的生长环境，促使微生物的生长；污泥活性炭表面的微生物能够降解其表面吸附的有机物，改变污泥活性炭的吸附平衡，促进污泥活性炭的再生。因此，污泥活性炭在污染废弃物综合利用和污水的生物处理中有着广泛的应用前景。
发明内容
针对污水处理厂污泥利用效率不高，甚至对环境造成二次污染的问题，本发明提供一种成型污泥活性炭制备方法，所制得的污泥活性炭主要应用于污水厂的深度处理阶段。该成型污泥活性炭制备方法避免了污水处理厂污泥对环境造成的二次污染，同时实现了废弃物的资源综合利用。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种成型污泥活性炭制备方法，包括如下步骤：
步骤一、将污泥经脱水挤压后制得的湿泥饼制作成粒径10～20mm的块状污泥，自然风干后得到含水率在30％左右的污泥胚；
步骤二、重量计，按照一定的固液质量比，将所述步骤一中制备的污泥胚加入改性剂中，搅拌后交联改性24h；去掉上层清液后制得改性污泥胚，调节改性污泥胚的酸碱度使其为中性；
步骤三、将所述步骤二中的改性污泥胚置于120℃鼓风干燥箱中干燥制成一定含水率的干污泥胚；
步骤四、将所述步骤三中的干污泥胚置于550℃马弗炉中煅烧1～2h，制得成型污泥活性炭。
进一步地，所述步骤二中的固液质量比为1:1～2。
进一步地，所述步骤二中的改性剂为3mol/L的氯化锌溶液。
进一步地，所述步骤二包括首先用1～2mol/L的盐酸将所述改性污泥胚清洗两遍，然后用清水冲洗多遍，直至冲洗水pH为6～7为止。
进一步地，所述步骤三中一定含水率为含水率≤30％。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明提供的成型污泥活性炭制备方法，首先将污水处理厂经脱水挤压后形成的湿泥饼制作成一定粒径的块状污泥，自然风干后，在氯化锌溶液中交联改性，之后将交联改性后的污泥胚清洗干燥后置于马弗炉内高温碳化，从而制得污泥活性炭。本发明充分利用污水处理厂脱水污泥以及其中的有机物制备的成型污泥活性炭可用于污水处理厂的深度处理阶段，实现了废弃污泥的资源化利用，解决了污泥处理后的出路问题。本发明的成型污泥活性炭制备方法，操作简便，污泥资源化利用，具有较好的推广价值。
附图说明
图1为本发明一实施例的成型污泥活性炭的SEM图像。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种成型污泥活性炭制备方法作进一步详细说明。根据下面的说明，本发明的优点和特征将更清楚。以下将由所列举之实施例结合附图，详细说明本发明的技术内容及特征。需另外说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。为叙述方便，下文中所述的“上”、“下”与附图的上、下的方向一致，但这不能成为本发明技术方案的限制。
本发明的原理为：将污水厂产生的污泥经脱水挤压后形成的湿泥饼制作成一定粒径块状污泥，自然风干后，在氯化锌溶液中交联改性，经清洗干燥后在马弗炉内高温碳化，制得污泥活性炭。本发明的制备方法制成的成型污泥活性炭避免了污水处理厂污泥对环境造成的二次污染，同时实现了废弃物的资源综合利用。
本发明实施例中改性剂为3mol/L的氯化锌溶液。
实施例一
一种成型污泥活性炭制备方法，该制备方法包括如下步骤：
步骤S1将污泥经脱水挤压后制得的湿泥饼制作成粒径10～20mm的块状污泥，自然风干后得到含水率在30％左右的污泥胚；
步骤S2重量计，按照1:1的固液质量比，将步骤S1中制备的污泥胚加入改性剂中，搅拌后交联改性24h；去掉上层清液后制得改性污泥胚；
步骤S3首先用1mol/L的盐酸将步骤S2中的污泥胚清洗两遍，然后用清水冲洗多遍，直至冲洗水pH为6～7为止，从而得到改性污泥胚；
步骤S4将步骤S3中的改性污泥胚置于120℃鼓风干燥箱中干燥制成含水率≤30％的干污泥胚；
步骤S5将步骤S4中的干污泥胚置于550℃马弗炉中煅烧1～2h，制得成型污泥活性炭。
经测试，按照上述方法制得的成型污泥活性炭性能如下：
成型污泥活性炭的粒径为15mm，成型污泥活性炭对亚甲基蓝的吸附量为10mg/g，具有良好的吸附性能。
实施例二
一种成型污泥活性炭制备方法，该制备方法包括如下步骤：
步骤S1将污泥经脱水挤压后制得的湿泥饼制作成粒径10～20mm的块状污泥，自然风干后得到含水率在30％左右的污泥胚；
步骤S2重量计，按照1:2的固液质量比，将步骤S1中制备的污泥胚加入改性剂中，搅拌后交联改性24h；去掉上层清液后制得改性污泥胚；
步骤S3首先用1mol/L的盐酸将步骤S2中的污泥胚清洗两遍，然后用清水冲洗多遍，直至冲洗水pH为6～7为止，从而得到改性污泥胚；
步骤S4将步骤S3中的改性污泥胚置于120℃鼓风干燥箱中干燥制成含水率≤30％的干污泥胚；
步骤S5将步骤S4中的干污泥胚置于550℃马弗炉中煅烧1～2h，制得成型污泥活性炭。
经测试，按照上述方法制得的成型污泥活性炭性能如下：
成型污泥活性炭的粒径为15mm，成型污泥活性炭对亚甲基蓝的吸附量为12mg/g，具有良好的吸附性能。
综上所述，本发明提供的成型污泥活性炭制备方法，首先将污水处理厂经脱水挤压后形成的湿泥饼制作成一定粒径的块状污泥，自然风干后，在氯化锌溶液中交联改性，最后将交联改性后的污泥胚清洗并烘干后置于马弗炉内高温碳化，从而制得污泥活性炭。本发明充分利用污水处理厂脱水污泥以及其中的有机物制备的成型污泥活性炭可用于污水处理厂的深度处理阶段，实现了废弃污泥的资源化利用，解决了污泥处理后的出路问题。本发明的成型污泥活性炭制备方法，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，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
Claims (5)
1.一种成型污泥活性炭制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、将污泥经脱水挤压后制得的湿泥饼制作成粒径10～20mm的块状污泥，自然风干后得到含水率在30％左右的污泥胚；
步骤二、按照一定的固液质量比，将所述步骤一中制备的污泥胚加入改性剂中，搅拌后交联改性24h；去掉上层清液后制得改性污泥胚，调节所述改性污泥胚的酸碱度使其为中性；
步骤三、将所述步骤二中的改性污泥胚置于120℃鼓风干燥箱中干燥制成一定含水率的干污泥胚；
步骤四、将所述步骤三中的干污泥胚置于550℃马弗炉中煅烧1～2h，制得成型污泥活性炭。
2.根据权利要求1所述的成型污泥活性炭制备方法，其特征在于，所述步骤二中的固液质量比为1:1～2。
3.根据权利要求1所述的成型污泥活性炭制备方法，其特征在于，所述步骤二中的改性剂为3mol/L的氯化锌溶液。
4.根据权利要求1所述的成型污泥活性炭制备方法，其特征在于，所述步骤二包括首先用1～2mol/L的盐酸将所述改性污泥胚清洗两遍，然后用清水冲洗多遍，直至冲洗水pH为6～7为止。
5.根据权利要求1所述的成型污泥活性炭制备方法，其特征在于，所述步骤三中一定含水率为含水率≤30％。
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