CN113877537A - 一种污泥制备颗粒活性炭的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种污泥颗粒活性炭及其制备方法,是先将污泥在120℃进行干燥,控制其水分在15%以下,然后将污泥、粉状糖蜜废炭及木焦油按(1.0‑3.0):(0.5‑2.0):(0.05‑0.1)的重量比,在80‑150℃下搅匀后,挤压成颗粒,将成型颗粒硬化1‑3小时,然后将成型颗粒加热至250‑400℃进行预炭化1‑3小时,最后,采用水蒸汽作为活化剂,将经上述处理后的物料在500‑700℃下活化反应2‑4小时,即可制成污泥活性炭;本发明制得的污泥颗粒活性炭产品碘吸附值大于750mg/g,亚甲基蓝吸附值在75mg/g以上,耐磨强度大于80%,可广泛应用于气相与液相吸附领域。

Description

一种污泥制备颗粒活性炭的方法
技术领域
本发明属于污泥处理领域,特别涉及一种污泥制备颗粒活性炭的方法。
背景技术
污泥是由水和污水处理过程所产生的固体沉淀物质形成的。污泥中包含C、H、O、N、S、P、K等元素,是可以利用的宝贵资源,同时污泥在环境中又是一种有害的废弃物,能够使得土壤恶化,粮食受到毒害,从而对人体造成伤害。传统的污泥处理工艺中涉及填埋、焚烧或堆肥这三种处理方式,三者各有利弊。近年来,污泥焚烧发电备受业内人士青睐。但是,污泥焚烧会产生二噁英、臭味和腐蚀性气体,对锅炉及发电设备在高温环境下具有较强的腐蚀性,故而研制出一种新的污泥处理方式势在必行。有研究单纯采用热处理的方法,利用污泥制备粉状活性炭,但因为污泥含碳量低(含碳量低于60%),制备的产品吸附性能很低(碘吸附值小于500mg/g,亚甲基蓝吸附值小于65mg/g),且粉状活性炭使用不方便,产品附加值低。
发明内容
本发明提供一种对环境友好的污泥颗粒活性炭的制备方法,由本发明制得的颗粒活性炭产品具有吸附性能好、耐磨强度高及回收再生方便的优点,可广泛应用于气相与液相吸附领域。
本发明采用如下技术方案:一种污泥颗粒活性炭的制备方法,先将污泥干燥,然后将污泥、粉状糖蜜废炭及木焦油,在中温下搅匀后,挤压成颗粒,将成型颗粒硬化1-3小时,然后将成型颗粒中高温加热进行预炭化,最后,采用水蒸汽作为活化剂,将经上述处理后的物料高温活化反应,即制成污泥活性炭。
高温活化反应温度为500-700℃。
污泥干燥后含水量≤15%wt,木焦油水分含量≤5%wt,粉状糖蜜废炭水分含量≤50%wt。
污泥、粉状糖蜜废炭及木焦油按1.0-3.0:0.5-2.0:0.05-0.1的重量比投入。
中温的范围是80-150℃。
成型颗粒中高温加热温度是250-400℃。
成型颗粒硬化时间是1-3小时,活化反应时间是2-4小时。
以污泥为原料,以粉状糖蜜废炭作为增碳剂,采用木焦油作为补充粘接剂,按污泥:粉状糖蜜废炭:木焦油之比为1:0.5:0.05的重量比,在110℃下搅匀后挤压成颗粒,将成型颗粒在180℃下硬化1.5小时,然后将成型颗粒加热至400℃进行预炭化1.5小时,最后,采用按水蒸汽作为活化剂,将经上述处理后的物料在700℃下活化反应3小时,即制成污泥颗粒活性炭。
所述的污泥颗粒活性炭碘吸附值大于750mg/g,亚甲基蓝吸附值在75mg/g以上,耐磨强度大于80%。
所述的污泥颗粒活性炭在液相和气相吸附领域的应用。
与现有技术相比,本发明具有如下优点:
本发明采用具有一定粘接能力的粉状糖蜜废炭作为增碳剂,改善了污泥固定碳含量低的缺陷,同时降低了粘接剂的使用量50%以上(通常制备颗粒活性炭需添加粘接剂20%以上,本发明添加粘接剂量低于10%),使利用污泥低成本制备高附加值颗粒活性炭成为可能。同时,采用粉状糖蜜废炭作为增碳剂,由于糖蜜废炭本身已经具有较发达的孔隙结构,因而可以采用水蒸气低温活化技术,与常规的物理法活化反应温度(800-950℃)相比,降低活化反应温度至500-700℃,节省了生产能耗,延长了设备使用寿命。采用少量木焦油作为补充粘接剂以增强颗粒产品的强度。具体来说:
(1)本发明首次采用具有一定粘接能力的粉状糖蜜废炭作为增碳剂来制取污泥颗粒活性炭产品,有效地降低了粘接剂的使用量50%以上,有利于减轻环境污染和降低产品成本。
(2)本发明利用粉状糖蜜废炭添加少量木焦油的方法对污泥进行了增碳处理,采用低温水蒸气活化法,制得的污泥颗粒活性炭产品碘吸附值大于750mg/g,亚甲基蓝吸附值在75mg/g以上,耐磨强度大于80%,可广泛应用于气相与液相吸附领域。
(3)本发明采用的制备工艺,对生产设备无任何腐蚀,基本上无环境污染。
具体实施方式
一种污泥颗粒活性炭及其制备方法,是先将污泥在120℃进行干燥,控制其水分在15%以下,然后将污泥、粉状糖蜜废炭及木焦油按(1.0-3.0):(0.5-2.0):(0.05-0.1)的重量比,在80-150℃下搅匀后,挤压成颗粒,将成型颗粒硬化1-3小时,然后将成型颗粒加热至250-400℃进行预炭化1-3小时,最后,采用水蒸汽作为活化剂,将经上述处理后的物料在500-700℃下活化反应2-4小时,即可制成污泥颗粒活性炭。原料皆为市售。
实施例1.
一种污泥颗粒活性炭及其制备方法,是先将污泥在120℃进行干燥,控制其水分在15%以下,然后将污泥、粉状糖蜜废炭及木焦油按(1.0-3.0):(0.5-2.0):(0.05-0.1)的重量比,在80-150℃下搅匀后,挤压成颗粒,将成型颗粒硬化1-3小时,然后将成型颗粒加热至250-400℃进行预炭化1-3小时,最后,采用水蒸汽作为活化剂,将经上述处理后的物料在500-700℃下活化反应2-4小时,即可制成污泥活性炭,制得的污泥颗粒活性炭产品碘吸附值大于750mg/g,亚甲基蓝吸附值在75mg/g以上,耐磨强度大于80%,可广泛应用于气相与液相吸附领域。
实施例2.
一种污泥颗粒活性炭及其制备方法,是先将污泥在120℃进行干燥,控制其水分在15%以下,然后将污泥、粉状糖蜜废炭及木焦油按1.0:0.5:0.05的重量比,在80℃下搅匀后,挤压成颗粒,将成型颗粒硬化1小时,然后将成型颗粒加热至250℃进行预炭化1小时,最后,采用水蒸汽作为活化剂,将经上述处理后的物料在500℃下活化反应2小时,即可制成污泥活性炭,制得的污泥颗粒活性炭产品碘吸附值780mg/g,亚甲基蓝吸附值在75mg/g,耐磨强度85%。
实施例3.
一种污泥颗粒活性炭及其制备方法,是先将污泥在120℃进行干燥,控制其水分在15%以下,然后将污泥、粉状糖蜜废炭及木焦油按3.0:2.0:0.1的重量比,150℃下搅匀后,挤压成颗粒,将成型颗粒硬化3小时,然后将成型颗粒加热至400℃进行预炭化3小时,最后,采用水蒸汽作为活化剂,将经上述处理后的物料在700℃下活化反应4小时,即可制成污泥活性炭,制得的污泥颗粒活性炭产品碘吸附值920mg/g,亚甲基蓝吸附值在135mg/g,耐磨强度82%。
实施例4.
一种污泥颗粒活性炭及其制备方法,是先将污泥在120℃进行干燥,控制其水分在15%以下,然后将污泥、粉状糖蜜废炭及木焦油按2.0:1.0:0.08的重量比,在120℃下搅匀后,挤压成颗粒,将成型颗粒硬化2小时,然后将成型颗粒加热至300℃进行预炭化3小时,最后,采用水蒸汽作为活化剂,将经上述处理后的物料在600℃下活化反应3小时,即可制成污泥活性炭,制得的污泥颗粒活性炭产品碘吸附值860mg/g,亚甲基蓝吸附值在95mg/g,耐磨强度85%。

Claims (10)

1.一种污泥颗粒活性炭的制备方法,其特征在于,先将污泥干燥,然后将污泥、粉状糖蜜废炭及木焦油,在中温下搅匀后,挤压成颗粒,将成型颗粒硬化1-3小时,然后将成型颗粒中高温加热进行预炭化,最后,采用水蒸汽作为活化剂,将经上述处理后的物料高温活化反应,即制成污泥活性炭。
2.如权利要求1所述的污泥颗粒活性炭的制备方法,其特征在于,高温活化反应温度为500-700℃。
3.如权利要求1所述的污泥颗粒活性炭的制备方法,其特征在于,污泥干燥后含水量≤15%wt,木焦油水分含量≤5%wt,粉状糖蜜废炭水分含量≤50%wt。
4.如权利要求1所述的污泥颗粒活性炭的制备方法,其特征在于,污泥、粉状糖蜜废炭及木焦油按1.0-3.0:0.5-2.0:0.05-0.1的重量比投入。
5.如权利要求1所述的污泥颗粒活性炭的制备方法,其特征在于,中温的范围是80-150℃。
6.如权利要求1所述的污泥颗粒活性炭的制备方法,其特征在于,成型颗粒中高温加热温度是250-400℃。
7.如权利要求1所述的污泥颗粒活性炭的制备方法,其特征在于,成型颗粒硬化时间是1-3小时,活化反应时间是2-4小时。
8.如权利要求1所述的污泥颗粒活性炭的制备方法,其特征在于,以污泥为原料,以粉状糖蜜废炭作为增碳剂,采用木焦油作为补充粘接剂,按污泥:粉状糖蜜废炭:木焦油之比为1:0.5:0.05的重量比,在110℃下搅匀后挤压成颗粒,将成型颗粒在180℃下硬化1.5小时,然后将成型颗粒加热至400℃进行预炭化1.5小时,最后,采用按水蒸汽作为活化剂,将经上述处理后的物料在700℃下活化反应3小时,即制成污泥颗粒活性炭。
9.权利要求1-8任一所述的方法得到的污泥颗粒活性炭,其特征在于,碘吸附值大于750mg/g,亚甲基蓝吸附值在75mg/g以上,耐磨强度大于80%。
10.权利要求9所述的污泥颗粒活性炭在液相和气相吸附领域的应用。
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