本發(fā)明涉及一種污泥基生物炭，特別是涉及一種摻雜畜禽糞便的污泥基生物炭制備方法。
背景技術(shù)：
生物炭是指生物質(zhì)在缺氧條件下經(jīng)高溫?zé)峤夂笫Ｏ碌奈镔|(zhì)。生物炭具有較大的比表面積和多孔結(jié)構(gòu)，具有良好的吸附性能，可作為污水處理吸附劑，吸附水中的重金屬、氨氮、磷酸鹽等。
伴隨城鎮(zhèn)化進(jìn)程，城鎮(zhèn)污水廠建設(shè)突飛猛進(jìn)，市政污泥作為污水處理副產(chǎn)物的總量也急劇攀升，如果處置不當(dāng)會(huì)造成環(huán)境的二次污染。污泥的處理處置已成為當(dāng)今環(huán)境面臨的嚴(yán)峻問題。
市政污泥中含有一定量的碳，可作為制備生物炭的原材料，但其也因污泥所含成分復(fù)雜，所含碳量相對(duì)較低，因此單純用其制成的生物炭品質(zhì)及性能較商業(yè)生物炭差距很大，其應(yīng)用范圍與價(jià)值也大大受限。
畜禽養(yǎng)殖過程產(chǎn)生大量的排泄廢物。畜禽糞便含碳量高，富含大量的有機(jī)碳。摻入畜禽糞便到污泥中，提高污泥的含碳量，使得制備的污泥基生物炭品質(zhì)更好，吸附性能更佳。
本發(fā)明采取向污泥中摻雜畜禽糞便制備生物炭，提高污泥基生物炭的吸附性能，同時(shí)實(shí)現(xiàn)污泥和畜禽糞便的資源化利用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種摻雜畜禽糞便的污泥基生物炭的制備方法與應(yīng)用，以一種簡(jiǎn)單可操作的方式，改善污泥基生物炭的性能，提升其在污水處理應(yīng)用中的吸附去污能力。
本發(fā)明的目的是通過如下方案實(shí)現(xiàn)的：
1、原料準(zhǔn)備
市政污泥和畜禽糞便分別在自然條件下風(fēng)干，然后放入烘箱于105℃烘到恒重，除去石塊等雜物后破碎至4-8mm。
2、制備步驟
⑴按1～5:1的重量份比例將市政污泥和畜禽糞便充分混合，研磨，過200目篩，備用。
⑵將步驟⑴得到的物料置入氣氛馬弗爐中熱解，通入100-200mL/min的氮?dú)?5min，后以10-20℃/min的升溫速度加熱至400-600℃，停留2-3h后，停止加熱并降溫至80℃出料，放在干燥器內(nèi)冷卻得到熱解產(chǎn)物。
⑶將步驟⑵的熱解產(chǎn)物用1M的鹽酸浸洗5min。
⑷濾去步驟⑶熱解產(chǎn)物的鹽酸，將固形物用去離子水浸泡20min后過濾，去離子水浸泡與過濾步驟重復(fù)5遍，再把濾上物放入烘箱于105℃烘干至恒重，最終獲得摻雜畜禽糞便的污泥基生物炭。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：
節(jié)約了污泥基生物炭的制備成本，克服了污泥基生物炭制備的局限性，使得污泥和畜禽糞便變廢為寶，同時(shí)很大程度上提高污泥基生物炭的品質(zhì)與污水處理性能。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
⑴將取回來的市政污泥(含水率72％)和雞糞便(含水率35％)分別在自然條件下風(fēng)干，然后放置烘箱于105℃烘去水分，直至恒重后取出冷卻，去除石塊等雜物，用破碎機(jī)破碎至4-8mm。
⑵將破碎后的污泥和畜禽糞便按1:1的比例各取50g摻混均勻，用剛玉研缽研磨，過200目篩網(wǎng)。
⑶將研磨后摻混均勻物料放入氣氛馬弗爐高溫?zé)峤馓幚?。先?00mL/min速率通入氮?dú)?5min，然后開始升溫加熱，以10℃/min升溫速度至400℃并保持該溫度3h，關(guān)閉加熱系統(tǒng)使之自然降溫到80℃，取出物料放在干燥器內(nèi)冷卻。
⑷待熱解后的產(chǎn)品降冷卻至室溫后，用1M的鹽酸浸洗5min。
⑸濾去鹽酸，將濾渣用去離子水浸泡，攪拌清洗15min后過濾，重復(fù)5次的去離子水浸洗和過濾步驟。最后將濾上物放入烘箱于105℃烘干至恒重，取出干燥冷卻后即得到本實(shí)施例的成品。
碘值測(cè)定：采用本實(shí)施例步驟所制備的污泥基生物炭，其碘值與比表面積由單純采用市政污泥制備的污泥基生物炭的301.1mg/g、245.3m2/g提高到518.8mg/g、440.6m2/g。
污水處理的應(yīng)用：稱取2g步驟⑸所得成品，投入裝有1L機(jī)電拋光工序的含磷廢水中，攪拌反應(yīng)后沉淀，取沉淀后上清液測(cè)定其相應(yīng)水質(zhì)指標(biāo)，表明本實(shí)施例的摻雜畜禽糞便污泥基生物炭對(duì)該廢水的CODCr、TN和TP去除率分別為56.8％、22.1％和97.9％，較單純采用市政污泥制成的污泥基生物炭分別提升了18.7％、5.6％和16.8％。
本實(shí)施例所述的市政污泥取自:福州市城區(qū)某污水處理廠。
本實(shí)施例所述的雞糞便取自福建閩北某養(yǎng)雞場(chǎng)。
實(shí)施例2
⑴將取回來的市政污泥(含水率80％)和畜禽糞便(含水率30％)分別在自然條件下風(fēng)干，然后放置烘箱于105℃烘去水分，直至恒重后取出冷卻，去除石塊等雜物，用破碎機(jī)破碎至4-8mm。
⑵將破碎后的污泥和畜禽糞便按3:1的比例各取150g和50g摻混均勻，用剛玉研缽研磨，過200目篩網(wǎng)。
⑶將研磨后物料放入氣氛馬弗爐高溫?zé)峤馓幚?。先?50mL/min速率通入氮?dú)?5min，然后開始升溫加熱，以15℃/min升溫速度至500℃并保持該溫度2.5h，關(guān)閉加熱系統(tǒng)使之自然降溫到80℃，取出物料放在干燥器內(nèi)冷卻得到高溫?zé)峤狻?/p>
⑷待高溫?zé)峤猱a(chǎn)物冷卻至室溫后，用1M的鹽酸浸洗5min。
⑸濾去鹽酸，將濾渣用去離子水浸泡，攪拌清洗15min后過濾，重復(fù)5次的去離子水浸洗和過濾步驟。最后將濾上物放入烘箱于105℃烘干至恒重，取出干燥冷卻后即得到本實(shí)施例的成品。
碘值測(cè)定：采用本實(shí)施例步驟所制備的污泥基生物炭，其碘值與比表面積由單純采用市政污泥制備的污泥基生物炭的253.7mg/g、205.3m2/g提高到401.4mg/g、375.5m2/g。
污水處理的應(yīng)用：稱取2g步驟⑸所得成品，投入裝有1L機(jī)電拋光工序的含磷廢水中，攪拌反應(yīng)后沉淀，取沉淀后上清液測(cè)定其相應(yīng)水質(zhì)指標(biāo)，表明本實(shí)施例的摻雜畜禽糞便污泥基生物炭對(duì)該廢水的CODCr、TN和TP去除率分別為50.9％、20.8％和94.1％，較單純采用市政污泥制成的污泥基生物炭分別提升了13.5％、4.5％和13.4％。
本實(shí)施例所述的市政污泥取自:福州市城區(qū)某污水處理廠。
本實(shí)施例所述的雞糞便取自福建閩北某養(yǎng)雞場(chǎng)。
實(shí)施例3
⑴將取回來的市政污泥(含水率74％)和畜禽糞便(含水率32％)分別在自然條件下風(fēng)干，然后放置烘箱于105℃烘去水分，直至恒重后取出冷卻，去除石塊等雜物，用破碎機(jī)破碎至4-8mm。
⑵將破碎后的污泥和畜禽糞便按5:1的比例各取80g和20g摻混均勻，用剛玉研缽研磨，過200目篩網(wǎng)。
⑶將研磨后物料放入氣氛馬弗爐高溫?zé)峤馓幚怼Ｏ纫?00mL/min速率通入氮?dú)?5min，然后開始升溫加熱，以20℃/min升溫速度至600℃并保持該溫度2h，關(guān)閉加熱系統(tǒng)使之自然降溫到80℃，取出物料放在干燥器內(nèi)冷卻得到高溫?zé)峤狻?/p>
⑷待高溫?zé)峤猱a(chǎn)物冷卻至室溫后，用1M的鹽酸浸洗5min。
⑸濾去鹽酸，將濾渣用去離子水浸泡，攪拌清洗15min后過濾，重復(fù)5次的去離子水浸洗和過濾步驟。最后將濾上物放入烘箱于105℃烘干至恒重，取出干燥冷卻后即得到本實(shí)施例的成品。
碘值測(cè)定：采用本實(shí)施例步驟所制備的污泥基生物炭，其碘值與比表面積由單純采用市政污泥制備的污泥基生物炭的215.2mg/g、163.3m2/g，提高到321.8mg/g、251.6m2/g。
污水處理的應(yīng)用：稱取2g步驟⑸所得成品，投入裝有1L機(jī)電拋光工序的含磷廢水中，攪拌反應(yīng)后沉淀，取沉淀后上清液測(cè)定其相應(yīng)水質(zhì)指標(biāo)，表明本實(shí)施例的摻雜畜禽糞便污泥基生物炭對(duì)該廢水的CODCr、TN和TP去除率分別為44.4％、18.0％和85.3％，較單純采用市政污泥制成的污泥基生物炭分別提升了10.4％、3.9％和10.1％。
本實(shí)施例所述的市政污泥取自:福州市城區(qū)某污水處理廠。
本實(shí)施例所述的雞糞便取自福建閩北某養(yǎng)雞場(chǎng)。