專利名稱：一種污泥活性炭及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以剩余污泥為主要原材料的污泥活性炭及其制備方法，適用于各 種有毒氣體的去除以及污水中COD、有色物質(zhì)的去除。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，現(xiàn)代工業(yè)和人民生活水平不斷提高，城市污水廠數(shù)量和處理水量的也在 逐年提高，因此，城市污水廠污泥的產(chǎn)生量也在急劇增加。隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快，必 將產(chǎn)生更多的給水和污水污泥。污泥污染問(wèn)題已成為公眾關(guān)注的主要問(wèn)題之一。因此，在 環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)日益嚴(yán)格的當(dāng)下，對(duì)污泥進(jìn)行資源化的開發(fā)利用研究，受到了越來(lái)越多的關(guān)注。污水廠污泥的資源化利用主要途徑有用于建材、燃燒發(fā)電，制備活性炭、粘結(jié)劑、 燃料等，污泥還可以用來(lái)生產(chǎn)蛆酬肥料、作絮凝劑、合成生物可降解塑料等，污水污泥焚燒 灰還可作為植栽土壤和土壤改良劑試用。活性炭是一種具有豐富的內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)和較高比表面積的優(yōu)良吸附材料，但其原 材料主要是煤和木材等含碳材料，成本較高。城市污水處理廠污泥含有大量有機(jī)物和腐殖 質(zhì)等可利用資源，因此，能將污泥轉(zhuǎn)化為含碳吸附劑，不僅成本低廉，節(jié)約珍貴資源，同時(shí)還 解決了污泥的處理處置這一環(huán)境難題，并變廢為寶，實(shí)現(xiàn)了污泥的資源化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種適用于去除各種有毒氣體的去除以及污水中COD、有色 物質(zhì)的以剩余污泥為主要原材料的污泥活性炭及其制備方法。本發(fā)明所提供的一種污泥活性炭由剩余污泥和廢棄紙質(zhì)材料組成；首先將二者混 合，混合物中活性炭中污泥所占的質(zhì)量百分含量為60-90%，廢棄紙質(zhì)材料所占的質(zhì)量百分 含量為10-40%。本發(fā)明所提供的一種污泥活性炭的制備方法，其特征在于，包括以下步驟1)將污泥干燥、研磨、過(guò)篩，保留粒徑范圍為100目以下的污泥顆粒；2)按照污泥的質(zhì)量百分含量為60-90 %，廢棄紙質(zhì)材料的質(zhì)量百分含量為 10-40%的比例將二者混合，再將此污泥顆粒樣品與3m0l/L-5m0l/L的活化劑溶液按固液 比為1 2-1 3.5混合后，于70-801加熱攪拌1-211，而后干燥至恒重，得到活化污泥顆 粒；3)將活化污泥顆粒以15-20°c /min的升溫速率升溫至450_650°C保溫30-90min 后，在氮?dú)庵欣鋮s，而后依次用鹽酸和70-80°C的蒸餾水洗滌，烘干，即得到污泥活性炭；步驟2、中所述的活化劑為氯化鋅、硫酸或氫氧化鉀中的一種；本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于回收利用了污水處理廠的剩余污泥，將剩余污泥經(jīng)活化生成了 活性炭，使廢棄污泥得到資源化，大大解決了剩余污泥的出路問(wèn)題，并利用廢棄紙質(zhì)材料作 為副料，提高炭含量，充分利用了廢棄紙質(zhì)材料。因此，本吸附劑具有凈化度好、吸附碘值 高、制備簡(jiǎn)單和成本低的特點(diǎn)。本活性炭可廣泛應(yīng)用于各種有毒氣體的去除以及污水中COD、有色物質(zhì)的脫除。以下結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
具體實(shí)施例方式下述實(shí)施例中所使用的污泥為污水處理廠二沉池的剩余污泥。實(shí)施例11)將污泥干燥、研磨、過(guò)篩，保留粒徑范圍為100目以下的污泥顆粒；2)按照污泥的質(zhì)量百分含量為90%，廢棄紙質(zhì)材料的質(zhì)量百分含量為10%的比 例將二者混合，再將此污泥顆粒樣品與3mol/L的氯化鋅溶液按固液比為1 2混合后，于 70°C加熱攪拌lh，而后干燥至恒重，得到活化污泥顆粒；3)將活化污泥顆粒以15°C/min的升溫速率升溫至450°C保溫90min后，在氮?dú)庵?冷卻，而后依次用鹽酸和70°C的蒸餾水洗滌，烘干，即得到污泥活性炭；污泥活性炭的碘值為320mg/g。實(shí)施例21)將污泥干燥、研磨、過(guò)篩，保留粒徑范圍為100目以下的污泥顆粒；2)按照污泥的質(zhì)量百分含量為85%，廢棄紙質(zhì)材料的質(zhì)量百分含量為15%的比 例將二者混合，再將此污泥顆粒樣品與3mol/L的氫氧化鉀溶液按固液比為1 2混合后， 于75°C加熱攪拌1. 5h，而后干燥至恒重，得到活化污泥顆粒；3)將活化污泥顆粒以15°C/min的升溫速率升溫至500°C保溫90min后，在氮?dú)庵?冷卻，而后依次用鹽酸和70°C的蒸餾水洗滌，烘干，即得到污泥活性炭；污泥活性炭的碘值為338mg/g。實(shí)施例31)將污泥干燥、研磨、過(guò)篩，保留粒徑范圍為100目以下的污泥顆粒；2)按照污泥的質(zhì)量百分含量為80%，廢棄紙質(zhì)材料的質(zhì)量百分含量為20%的比 例將二者混合，再將此污泥顆粒樣品與3mol/L的硫酸按固液比為1 2. 5混合后，于80°C 加熱攪拌1.證，而后干燥至恒重，得到活化污泥顆粒；3)將活化污泥顆粒以15°C /min的升溫速率升溫至500°C保溫60min后，在氮?dú)庵?冷卻，而后依次用鹽酸和70°C的蒸餾水洗滌，烘干，即得到污泥活性炭；污泥活性炭的碘值為340mg/g。實(shí)施例41)將污泥干燥、研磨、過(guò)篩，保留粒徑范圍為100目以下的污泥顆粒；2)按照污泥的質(zhì)量百分含量為75%，廢棄紙質(zhì)材料的質(zhì)量百分含量為25%的比 例將二者混合，再將此污泥顆粒樣品與4mol/L的氯化鋅溶液按固液比為1 2. 5混合后， 于75°C加熱攪拌lh，而后干燥至恒重，得到活化污泥顆粒；3)將活化污泥顆粒以20°C /min的升溫速率升溫至550°C保溫60min后，在氮?dú)庵?冷卻，而后依次用鹽酸和75°C的蒸餾水洗滌，烘干，即得到污泥活性炭；污泥活性炭的碘值為335mg/g。實(shí)施例51)將污泥干燥、研磨、過(guò)篩，保留粒徑范圍為100目以下的污泥顆粒；
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2)按照污泥的質(zhì)量百分含量為70%，廢棄紙質(zhì)材料的質(zhì)量百分含量為30%的比 例將二者混合，再將此污泥顆粒樣品與4mol/L的氫氧化鉀溶液按固液比為1 3混合后， 于80°C加熱攪拌池，而后干燥至恒重，得到活化污泥顆粒；3)將活化污泥顆粒以20°C /min的升溫速率升溫至600°C保溫60min后，在氮?dú)庵?冷卻，而后依次用鹽酸和80°C的蒸餾水洗滌，烘干，即得到污泥活性炭；污泥活性炭的碘值為37%ig/g。實(shí)施例61)將污泥干燥、研磨、過(guò)篩，保留粒徑范圍為100目以下的污泥顆粒；2)按照污泥的質(zhì)量百分含量為65%，廢棄紙質(zhì)材料的質(zhì)量百分含量為35%的比 例將二者混合，再將此污泥顆粒樣品與4mol/L的硫酸按固液比為1 3. 5混合后，于70°C 加熱攪拌池，而后干燥至恒重，得到活化污泥顆粒；3)將活化污泥顆粒以15°C /min的升溫速率升溫至650°C保溫30min后，在氮?dú)庵?冷卻，而后依次用鹽酸和80°C的蒸餾水洗滌，烘干，即得到污泥活性炭；污泥活性炭的碘值為366mg/g。實(shí)施例71)將污泥干燥、研磨、過(guò)篩，保留粒徑范圍為100目以下的污泥顆粒；2)按照污泥的質(zhì)量百分含量為60%，廢棄紙質(zhì)材料的質(zhì)量百分含量為40%的比 例將二者混合，再將此污泥顆粒樣品與5mol/L的氯化鋅溶液按固液比為1 3. 5混合后， 于70°C加熱攪拌池，而后干燥至恒重，得到活化污泥顆粒；3)將活化污泥顆粒以15°C/min的升溫速率升溫至500°C保溫90min后，在氮?dú)庵?冷卻，而后依次用鹽酸和80°C的蒸餾水洗滌，烘干，即得到污泥活性炭；污泥活性炭的碘值為39ang/g。
權(quán)利要求
1.一種污泥活性炭，其特征在于，主要的原材料為污泥和廢棄的紙質(zhì)材料，其中污泥所 占的質(zhì)量百分含量為60-90%，廢棄紙質(zhì)材料所占的質(zhì)量百分含量為10-40%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種污泥活性炭的制備方法，其特征在于，包括以下步驟1)將污泥干燥、研磨、過(guò)篩，保留粒徑范圍為100目以下的污泥顆粒；2)按照污泥的質(zhì)量百分含量為60-90%，廢棄紙質(zhì)材料的質(zhì)量百分含量為10-40% 的比例將二者混合，再將此污泥顆粒樣品與3m0l/L-5m0l/L的活化劑溶液按固液比為 1:2-1: 3.5混合后，于70-801加熱攪拌1-211，而后干燥至恒重，得到活化污泥顆粒；3)將活化污泥顆粒以15-20°C/min的升溫速率升溫至450_650°C保溫30-90min后，在 氮?dú)庵欣鋮s，而后依次用鹽酸和70-80°C的蒸餾水洗滌，烘干，即得到污泥活性炭；步驟中所述的活化劑為氯化鋅、硫酸或氫氧化鉀中的一種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種污泥活性炭及其制備方法，適用于各種有毒氣體的去除以及污水中COD、有色物質(zhì)的去除。主要由剩余污泥和廢棄紙質(zhì)材料組成；制備方法為1)將污泥制備成100目以下的污泥顆粒；2)按照污泥質(zhì)量百分含量60-90％，廢棄紙質(zhì)材料質(zhì)量百分含量10-40％的比例將二者混合，然后與3mol/L-5mol/L的活化劑溶液按固液質(zhì)量比1∶2-1∶3.5混合，于70-80℃加熱，干燥得活化污泥顆粒；3)以15-20℃/min的速率升溫至450-650℃保溫30-90min后，在氮?dú)庵欣鋮s，依次用鹽酸和蒸餾水洗滌，烘干。本發(fā)明具有凈化度好、吸附碘值高、制備簡(jiǎn)單和成本低的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B01J20/00GK102078791SQ20111000083
公開日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2011年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月5日
發(fā)明者李依麗, 王姚 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)