CN104445192A - 一种利用牛粪制备活性炭的新方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种以牛粪为原料制备活性炭的新方法。通过考察制备过程中相关因素对所制活性炭吸附性能的影响，探索出利用牛粪制备活性炭最优的工艺参数和制备条件，使得以牛粪为原料制备的活性炭能满足相关标准并得到大规模推广应用，并产生经济效益、社会效益和生态效益。利用牛粪制备活性炭的优点主要体现在两方面：一是活性炭的制备原料来源广泛，价格低廉，同时满足污染源减排的要求；二是制备的活性炭在废水处理方面具有较好的吸附效果。

Description

一种利用牛粪制备活性炭的新方法

技术领域

本创新发明涉及利用农村畜禽粪便中的牛粪制备活性炭的方法，属于固体废弃物资源化利用技术领域。 

背景技术

随着我国农业经济重心从种植业向畜牧业转移，畜牧业在我国逐渐成为农村经济新的增长点和重要的支柱产业。畜牧养殖规模化、集约化和机械化发展产生大量的畜禽粪便未经任何处理就直接排放，造成严重的污染，带来一系列的环境和社会问题。当前，对畜禽粪便的资源化利用主要集中在制作肥料、饲料和燃料，而将畜禽粪便中的牛粪用来制作活性炭尚未见报道。 

活性炭具有高度发达的孔隙结构、大的比表面积以及较强的吸附能力，物理化学性能稳定，不溶于水和其他绝大部分溶剂，因此作为一种优良的吸附剂被广泛用于工农业生产的各个方面。目前，制备活性炭的原料主要包括木屑、稻草、果壳（核）、泥煤、沥青以及橡胶、剩余污泥等，通过物理活化或化学活化方法制备而成。尽管制备活性炭的原料众多，但其中大多数都受到来源和成本的限制，不能进行大范围的推广应用。而畜禽粪便具备制备活性炭的基本条件，且来源广泛，成本低廉，因此利用畜禽粪便制备活性炭是一种合理可行的方法，同时也符合农村固体废弃物资源化、减量化、无害化的原则。

发明内容

针对目前农村畜禽养殖污染的严峻形势，采用畜禽粪便中的牛粪为原料，通过化学活化法制备活性炭，探索出一条畜禽粪便资源化、减量化、无害化的新途径, 实现变废为宝。 

为达到上述目的，本发明要解决的技术问题主要包括牛粪制备活性炭过程中相关因素对产品性能的影响及制备工艺的优化，牛粪活性炭的结构表征及吸附性能研究。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案主要包含以下步骤：

首先对牛粪进行预处理，而后找出影响活性炭制备工艺的相关因素，对其进行实验设计，探索出最优的工艺参数和制备条件，最后对制备的牛粪活性炭进行结构表征和性能测试，根据测试结果，不断完善制备参数和条件，使制备的活性炭满足相关的标准。

本发明的有益效果是，通过把农村固体废弃物——禽畜粪便加工处理制成活性炭，使污染物排放量达到最小，实现畜禽粪便的资源化、无害化、减量化，同时具有经济效益、社会效益和生态效益。

具体实施方式

（1）将鲜牛粪置于阳光下自然晾晒风干，经常搅动使粪便干燥均匀。将干燥状态的粪便碾碎成粒径2mm～5mm，储存于密封袋中备用。 

（2）取一定质量的牛粪原料与不同浓度的磷酸氢二铵活化剂按不同的固液质量比混合均匀，浸渍24h。 

（3）将浸渍均匀的试验样品放入马弗炉中，在400℃下碳化50min，继续升温到一定温度活化，并保持一定时间。 

（4）将活化后产物先用（1+9）的盐酸溶液清洗，促使其中的氧化物和杂质充分溶解，再用80℃左右的蒸馏水反复洗涤至中性，过滤，然后放入电热恒温鼓风干燥箱中在110℃下干燥16h，冷却后用玻璃研钵研磨，过筛，用样品袋装好，放入干燥皿中备用。 

（5）以碘吸附值和亚甲基蓝吸附值为评价指标，考察了制备过程中固液质量比、活化剂浓度、活化时间、活化温度等因素对牛粪所制活性炭吸附性能的影响。 

（6）借助相关现代分析仪器对牛粪所制活性炭进行结构表征。 

附图说明：

图1是干燥后的牛粪图

图2是浸渍中的牛粪图

图3是炭化后的牛粪图      

图4是粉末状牛粪活性炭图

图5是牛粪活性炭扫描电镜图（250000倍）

图6是活性炭投加量对Cu²⁺去除率的影响图

图7是活性炭投加量对Cr(Ⅵ)去除率的影响图

Claims (2)

1.一种新型活性炭，其特征在于以牛粪为原料，采用化学活化法制成。

2.根据权利要求1所述的活性炭，其特征是：制备活性炭的原料是牛粪。