CN105776210A - 一种掺杂酒糟污泥活性炭的制备方法 - Google Patents

一种掺杂酒糟污泥活性炭的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种掺杂酒糟污泥活性炭的制备方法，属于污水处理领域。针对传统的污泥处置方法，本发明提供一种掺杂酒糟污泥活性炭的制备方法。本发明采用污泥为原料，掺杂酒糟，经微波在厌氧条件下发酵浓缩，热解碳化，经氯化锌溶液预处理，再高温活化，用盐酸溶液洗涤干燥，获得价廉的活性炭。本发明因氯化锌在低温时对污泥中有机物起溶解作用，使材料形成原始孔隙，而在高温下又具有一定催化脱水作用和支撑作用，在污泥被炭化时给新生的碳提供一个骨架，当用盐酸溶液把氯化锌等无机成分溶解洗净之后，碳的表面便裸露出来，成为具有吸附力的活性炭孔结构，是一种有效的使污泥达到资源化稳定利用的方法。

Description

一种掺杂酒糟污泥活性炭的制备方法
技术领域
本发明涉及一种掺杂酒糟污泥活性炭的制备方法，属于污水处理领域。
背景技术
随着城市化进程的加快、城市人口的增加以及环保意识的加强，城市工业废水与生活污水的排放量日益增多，城市污水处理率也逐年提高，污水厂的污泥产生率也在急剧增加。污水处理厂的污泥是含水率高，有大量的有机物、有毒有害物质的具有复杂流变性的半干性固体废物，它容量大、易腐败、不稳定、有恶臭，如不妥善处理，将带来严重的环境污染。传统的污泥处置方法主要是填埋、焚烧、填海和土地利用，其中填埋、填海不能从根本上解决污泥的污染问题，焚烧成本高且会带来二次污染。随着环境标准的日益严格，土地利用的对污泥的要求也更严格，必须采取措施以尽可能减轻污泥中的污染物带来的危害，应使污泥的处置达到资源化、稳定化、无害化的目标。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对传统的污泥处置方法主要是填埋、焚烧、填海和土地利用，其中填埋、填海不能从根本上解决污泥的污染问题，焚烧成本高且会带来二次污染，土地利用则易对土壤造成污染，本发明提供一种掺杂酒糟的污泥活性炭的制备方法。本发明采用污泥为原料，掺杂酒糟，经微波在厌氧条件下发酵浓缩，热解碳化，经氯化锌溶液预处理，再高温活化，用盐酸溶液洗涤干燥，获得价廉的活性炭。本发明因氯化锌在低温时对污泥中有机物起溶解作用，使材料形成原始孔隙，而在高温下又具有一定催化脱水作用和支撑作用，在污泥被炭化时给新生的碳提供一个骨架，新生的碳具有初生的键，有吸附力，能使碳与氯化锌等结合在一起，避免了焦油的生成。当用盐酸溶液把氯化锌等无机成分溶解洗净之后，碳的表面便裸露出来，成为具有吸附力的活性炭孔结构，是一种有效的使污泥达到资源化稳定利用的方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
（1）取生活污水处理厂压滤机压滤出的污泥与酒糟按质量比8：1混合，在溶解氧为0.1~1.0mg/L的环境中，保持温度在35~37℃，加入蓝藻，蓝藻与混合物质量比为1：3，发酵20~30天，排出沼气，过滤，转入化粪池继续发酵30~40天，过滤，用清水洗涤滤渣3~5次，置入烘箱，干燥，加入粉碎机，粉碎成100~200目粉末，得炭浓缩酒糟污泥粉末；
（2）称量100~120份上述酒糟污泥粉末，置入管式炉中，于400~600℃下，热解碳化1h，得酒糟污泥碳化物备用；
（3）取上述酒糟污泥碳化物50~60份与100~120份4mol/L氯化锌溶液混合，搅拌均匀后，在常温下浸渍10~12h，过滤、风干，得浸渍物，备用；
（4）将上述浸渍物置入烘箱于100~110℃干燥10~12h后，放入马弗炉，用二氧化碳吹扫，二氧化碳流量为1~2L/min，温度为400~700℃，恒温1~2h，冷却至室温，得酒糟污泥活性炭粗料；
（5）取上述酒糟污泥活性炭粗料用3mol/L盐酸溶液清洗，用70~80℃去离子水洗涤至洗液呈中性，得酒糟污泥活性炭细料；
（6）取上述酒糟污泥活性炭细料置入烘箱于100~110℃烘干，筛分至1~2.5mm，即得酒糟污泥活性炭。
本发明的应用方法是：将10g本发明制备的酒糟污泥活性炭分别投入到100mL浓度为1mg/L氨氮废水，100ml浓度为100ug/L重金属铬废水，100mL浓度为100mg/L染料废水，氨氮去除率为75~84%，铬的去除率为90~95%，TOC和色度的去除率为95~99%。
本发明的有益技术效果是：
（1）本发明以污水处理厂的剩余污泥和酒糟渣为原料，通过一系列处理后，得到酒糟污泥活性炭，实现对污泥和酒糟的资源化利用；
（2）本发明的制备的酒糟污泥活性炭比表面积大，对氨氮废水、含磷废水、重金属铬废水、染料废水有很好的吸附去除率；
（3）本发明的制备方法简单易行，成本低廉。
具体实施方式
取生活污水处理厂压滤机压滤出的污泥与酒糟按质量比8：1混合，在溶解氧为0.1~1.0mg/L的环境中，保持温度在35~37℃，加入蓝藻，蓝藻与混合物质量比为1：3，发酵20~30天，排出沼气，过滤，转入化粪池继续发酵30~40天，过滤，用清水洗涤滤渣3~5次，置入烘箱，干燥，加入粉碎机，粉碎成100~200目粉末，得炭浓缩酒糟污泥粉末；称量100~120份上述酒糟污泥粉末，置入管式炉中，于400~600℃下，热解碳化1h，得酒糟污泥碳化物备用；取上述酒糟污泥碳化物50~60份与100~120份4mol/L氯化锌溶液混合，搅拌均匀后，在常温下浸渍10~12h，过滤、风干，得浸渍物，备用；将上述浸渍物置入烘箱于100~110℃干燥10~12h后，放入马弗炉，用二氧化碳吹扫，二氧化碳流量为1~2L/min，温度为400~700℃，恒温1~2h，冷却至室温，得酒糟污泥活性炭粗料；取上述酒糟污泥活性炭粗料用3mol/L盐酸溶液清洗，用70~80℃去离子水洗涤至洗液呈中性，得酒糟污泥活性炭细料；取上述酒糟污泥活性炭细料置入烘箱于100~110℃烘干，筛分至1~2.5mm，即得酒糟污泥活性炭。
实例1
取生活污水处理厂压滤机压滤出的污泥与酒糟按质量比8：1混合，在溶解氧为0.1mg/L的环境中，保持温度在35℃，加入蓝藻，蓝藻与混合物质量比为1：3，发酵20天，排出沼气，过滤，转入化粪池继续发酵30天，过滤，用清水洗涤滤渣3次，置入烘箱，干燥，加入粉碎机，粉碎成100目粉末，得炭浓缩酒糟污泥粉末；称量100份上述酒糟污泥粉末，置入管式炉中，于400℃热解碳化1h，得酒糟污泥碳化物备用；取上述酒糟污泥碳化物50份与100份4mol/L氯化锌溶液混合，搅拌均匀后，在常温下浸渍10h，得浸渍物备用；将上述浸渍物置入烘箱于100℃干燥10h后，放入马弗炉，用二氧化碳吹扫，二氧化碳流量为1L/min，温度为400℃，恒温1h，冷却至室温，得酒糟污泥活性炭粗料备用；取上述酒糟污泥活性炭粗料用3mol/L盐酸溶液清洗，用70~80℃去离子水洗涤至洗液呈中性，得酒糟污泥活性炭细料备用；取上述酒糟污泥活性炭细料置入烘箱于100℃烘干，筛分至2.5mm，即得酒糟污泥活性炭。
将10g本发明制备的酒糟污泥活性炭分别投入到100mL浓度为1mg/L氨氮废水，100mL浓度为100ug/L重金属铬废水，100mL浓度为100mg/L染料废水，氨氮去除率为75%，铬的去除率为90%，TOC和色度的去除率为95%。
实例2
取生活污水处理厂压滤机压滤出的污泥与酒糟按质量比8：1混合，在溶解氧为0.5mg/L的环境中，保持温度在36℃，加入蓝藻，蓝藻与混合物质量比为1：3，发酵25天，排出沼气，过滤，转入化粪池继续发酵35天，过滤，用清水洗涤滤渣4次，置入烘箱，干燥，加入粉碎机，粉碎成150目粉末，得炭浓缩酒糟污泥粉末；称量110份上述酒糟污泥粉末，置入管式炉中，于500℃热解碳化1h，得酒糟污泥碳化物备用；取上述酒糟污泥碳化物55份与110份4mol/L氯化锌溶液混合，搅拌均匀后，在常温下浸渍11h，得浸渍物备用；将上述浸渍物置入烘箱于105℃干燥11h后，放入马弗炉，用二氧化碳吹扫，二氧化碳流量为1.5L/min，温度为500℃，恒温1.5h，冷却至室温，得酒糟污泥活性炭粗料备用；取上述酒糟污泥活性炭粗料用3mol/L盐酸溶液清洗，用75℃去离子水洗涤至洗液呈中性，得酒糟污泥活性炭细料备用；取上述酒糟污泥活性炭细料置入烘箱于105℃烘干，筛分至2mm，即得酒糟污泥活性炭。
将10g本发明制备的酒糟污泥活性炭分别投入到100mL浓度为1mg/L氨氮废水，100mL浓度为100ug/L重金属铬废水，100mL浓度为100mg/L染料废水，氨氮去除率为80%，铬的去除率为92%，TOC和色度的去除率为97%。
实例3
取生活污水处理厂压滤机压滤出的污泥与酒糟按质量比8：1混合，在溶解氧为1.0mg/L的环境中，保持温度在37℃，加入蓝藻，蓝藻与混合物质量比为1：3，发酵30天，排出沼气，过滤，转入化粪池继续发酵40天，过滤，用清水洗涤滤渣5次，置入烘箱，干燥，加入粉碎机，粉碎成200目粉末，得炭浓缩酒糟污泥粉末；称量120份上述酒糟污泥粉末，置入管式炉中，于600℃热解碳化1h，得酒糟污泥碳化物备用；取上述酒糟污泥碳化物60份与120份4mol/L氯化锌溶液混合，搅拌均匀后，在常温下浸渍12h，得浸渍物备用；将上述浸渍物置入烘箱于110℃干燥12h后，放入马弗炉，用二氧化碳吹扫，二氧化碳流量为2L/min，温度为700℃，恒温2h，冷却至室温，得酒糟污泥活性炭粗料备用；取上述酒糟污泥活性炭粗料用3mol/L盐酸溶液清洗，用80℃去离子水洗涤至洗液呈中性，得酒糟污泥活性炭细料备用；取上述酒糟污泥活性炭细料置入烘箱于110℃烘干，筛分至1mm，即得酒糟污泥活性炭。
将10g本发明制备的酒糟污泥活性炭分别投入到100mL浓度为1mg/L氨氮废水，100mL浓度为100ug/L重金属铬废水，100mL浓度为100mg/L染料废水，氨氮去除率为84%，铬的去除率为95%，TOC和色度的去除率为99%。

Claims (1)

1.一种掺杂酒糟污泥活性炭的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）取生活污水处理厂压滤机压滤出的污泥与酒糟按质量比8：1混合，在溶解氧为0.1~1.0mg/L的环境中，保持温度在35~37℃，加入蓝藻，蓝藻与混合物质量比为1：3，发酵20~30天，排出沼气，过滤，转入化粪池继续发酵30~40天，过滤，用清水洗涤滤渣3~5次，置入烘箱，干燥，加入粉碎机，粉碎成100~200目粉末，得炭浓缩酒糟污泥粉末；
（2）称量100~120份上述酒糟污泥粉末，置入管式炉中，于400~600℃下，热解碳化1h，得酒糟污泥碳化物备用；
（3）取上述酒糟污泥碳化物50~60份与100~120份4mol/L氯化锌溶液混合，搅拌均匀后，在常温下浸渍10~12h，过滤、风干，得浸渍物，备用；
（4）将上述浸渍物置入烘箱于100~110℃干燥10~12h后，放入马弗炉，用二氧化碳吹扫，二氧化碳流量为1~2L/min，温度为400~700℃，恒温1~2h，冷却至室温，得酒糟污泥活性炭粗料；
（5）取上述酒糟污泥活性炭粗料用3mol/L盐酸溶液清洗，用70~80℃去离子水洗涤至洗液呈中性，得酒糟污泥活性炭细料；
（6）取上述酒糟污泥活性炭细料置入烘箱于100~110℃烘干，筛分至1~2.5mm，即得酒糟污泥活性炭。
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