一种再生吸附材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种再生吸附材料及其制备方法，属于制备环保材料的技术领域，制备方法包括以下步骤：将剩余活性污泥制得的活性泥吸附材料置于水体中，对水体中藻类及其污染物进行吸附，得到沉淀，再对沉淀物进行分离，分离得到的沉淀物依次经过干化处理、炭化处理、水蒸气活化处理制得再生复合吸附材料。本发明专利技术制得再生复合吸附材料因有机质含量显著提高，炭化后的再生复合吸附材料为多组分物相，具有多成型孔隙，孔径结构和比表面积有了显著的提高，使得吸附效果更佳，且便于废物再利用。

【技术实现步骤摘要】
一种再生吸附材料及其制备方法
本专利技术涉及制备环保材料的
，具体是涉及一种再生吸附材料及其制备方法。
技术介绍
吸附材料因其拥有较为丰富的空隙，获得较大的体表面积，因此广泛应用于水体污染处理中。现有的吸附材料主要为活性炭，但是活性炭的制备以炭化木材为主，不仅会消耗大量的自然资源，以及生产成本较高外，且吸附效率难以提高。
技术实现思路
为了解决上述技术问题的不足，本专利技术的目的之一是提供一种再生吸附材料的制备方法。该制备方法生产成本低且制得的再生复合吸附材料吸附效率较高。为了实现本专利技术的目的，本专利技术采用了以下技术方案。一种再生吸附材料的制备方法，包括以下步骤：将剩余活性污泥制得的活性泥吸附材料置于水体中，对水体中的藻类及水体污染物进行吸附，得到沉淀，再对沉淀物进行分离，分离得到的沉淀物依次经过干化处理、炭化处理、水蒸气活化处理制得再生复合吸附材料。作为优选的，沉淀物中含有淤泥以及吸附了藻类与有害物质的活性泥吸附材料；藻类包括蓝藻和绿藻等；水体污染物包括磷酸盐和氮化物等。作为优选的，干化处理条件为在100-200℃下干化60-120min，经干化处理后的材料含水率小于20wt％。作为优选的，炭化处理的条件为600-800℃无氧炭化60-120min，经炭化处理后的材料含水率小于1wt％。作为优选的，水蒸气活化处理的过程为：将经过炭化处理的待活化材料放入马弗炉的反应管中，持续向马弗炉中通入保护气体，待管内空气排尽后，以600-700mL/min通入水蒸气，同时以15-20℃/min升温至活化温度800-900℃，于800-900℃下活化40-80min后，以20-30℃/min降温至室温，即得到再生复合吸附材料。作为优选的，马弗炉的升温速度为18℃/min；活化温度为810℃，活化时间为60min；降温速度为25℃/min；水蒸气的流速为600mL/min。作为优选的，活性泥吸附材料的制备过程为：先将剩余活性污泥在保护气体气氛中进行烘干，得到烘干后的污泥；再将烘干后的污泥在保护气体气氛中进行热裂解，得到活性泥吸附材料；剩余活性污泥烘干温度为80-200℃，时间为10-80min；热裂解的温度为500-800℃，时间为10-80min。本专利技术的另一个目的在于提供：一种再生吸附材料的制备方法制得的再生复合吸附材料。作为优选的，再生复合吸附材料中碳元素的质量含量在11.4％-26.6％。本专利技术的有益效果在于：(1)本专利技术制得的再生复合吸附材料是由活性泥吸附材料完成吸附后，吸附着水体藻类、夹带着淤泥从絮凝沉淀池中排出，经干化、炭化处理后，再经水蒸气活化处理制得。炭化处理后的材料含有较多空隙，这是由于在高温状态下，蓝藻等藻类炭化后附着在本就形成固定孔隙的活性泥吸附材料的外部，污泥中的有机物部分热解并产生可燃气体，其余部分以碳质的形式保留在孔隙处形成了隔挡，进而生成了更小而蓬松的孔隙，细而密集的孔隙造就了再生复合吸附材料的高比表面积；且污泥中的无机物经过分解重排形成稳定矿物，重金属被结合在矿物晶格内，与有机物复合形成多孔材料。因有机质含量显著提高，炭化后的再生复合吸附材料为多组分物相、多成型孔隙，使得制得材料的孔径结构和比表面积有了显著的提高。因此，制得的再生复合吸附材料吸附性能大大提高，不仅可以吸附藻类使其下沉收集后再利用，且可以有效吸附硫化氢、二氧化硫、氮化物、总挥发性有机物TVOC、磷酸盐等水体污染物，降低水体富营养化，且可用于处理废水废气、替代建筑材料辅材、修复污染土壤等，同时所用的材料是对废物的再利用，制得的材料无毒且环保。(2)本专利技术中的水蒸气活化处理是以水蒸气为活化剂，将复合吸附材料和水蒸气通入管式马弗炉内，在800-1000℃高温下进行材料的活化反应，通过控制管式马弗炉活化温度、活化时间、以及水蒸气通入浓度、速率、管式炉内的氧含量等条件来打开复合吸附材料原来的闭塞孔道、扩大原有孔隙并形成新的孔隙，制成细孔结构兴旺的类似活性炭的复合吸附材料；且水蒸气活化工艺简单，对环境污染较小。(3)本专利技术再生复合吸附材料中碳元素的含量在11.4％-26.6％，且碳元素90％以上是以活性炭基存在，剩余是以碳酸盐存在，同时该材料中还包含铁和铝的化合物，是一种吸附性能较好的材料。(4)本专利技术制得的再生复合吸附材料与未经水蒸气活化处理制得的再生复合吸附材料相比，虽同含蓝藻、活性泥吸附材料和淤泥，但由于本专利技术的再生复合吸附材料经过了水蒸气活化处理，对比两者的比表面积、总孔容与碘值，经过水蒸气活化后，其比表面积增大了1.6倍，足以证明水蒸气活化处理对于本专利技术制得的材料性能的重要性，因此水蒸气活化法活化后的材料表面积、总孔容、碘值等均明显优于活化前，且操作简单无污染。(5)本专利技术制备的再生复合吸附材料与活性泥吸附材料相比，活性泥吸附材料中不含蓝藻，也未经过水蒸气活化处理，而本专利技术制备的再生复合吸附材料较于活性泥吸附材料的比表面积高出了2.7倍，碘值也分别高出了1倍以上，总孔容值也有所增加。因此，在加入蓝藻与水蒸气活化处理的双重作用下，本专利技术制得的再生复合吸附材料相较于活性泥吸附材料性能得到较大的提升。附图说明图1为本专利技术的工艺流程图。图2为本专利技术的再生复合材料对水体有机物吸附情况图一。图3为本专利技术的复合材料对水体有机物吸附情况图二。具体实施方式以下结合具体实施方式对本专利技术技术方案作进一步详细描述。污水处理厂活性污泥系统中，从第二次沉淀池排出系统外的活性污泥为剩余活性污泥，活性污泥为污水依次经过初沉池沉淀、曝气池生化处理和二沉池沉淀后，二沉池产生的外排污泥；二沉池产生的污泥一部分回流至曝气池，成为回流污泥，另一部分排出污水处理系统，成为剩余活性污泥。活性泥吸附材料的制备：将剩余活性污泥进行压滤后，在氮气气氛中进行烘干，得到烘干后的污泥；烘干后的污泥在氮气气氛中进行热裂解，得到活性泥吸附材料；剩余活性污泥压滤后的含水率为60-80wt％；烘干温度为80-200℃，时间为10-80min；热裂解的温度为500-800℃，时间为10-80min。将活性泥吸附材料用于吸附水体藻类及其污染物，得到沉淀，再对沉淀物进行分离，分离得到含有藻类、淤泥和活性泥吸附材料的混合物，将混合物经100-200℃干化60-120min，至含水率不大于20％；后经过600-800℃无氧炭化60-120min，至含水率不大于1wt％；将经过炭化处理的待活化材料放入马弗炉的反应管中，持续向马弗炉中通入保护气体，待管内空气排尽后，以600-700mL/min通入水蒸气，同时以15-20℃/min升温至活化温度800-900℃，于800-900℃下活化40-80min后，以20-30℃/min降温至室温，即得到到再生复合吸附材料。实施例1将沉淀材料分离后再依次经过干化处理，处理条件为200℃干化60min；经干化处理后的材料含水率为20wt％；干化处理好的材料再本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种再生吸附材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将剩余活性污泥制得的活性泥吸附材料置于水体中，对水体中的藻类及水体污染物进行吸附，得到沉淀，再对沉淀物进行分离，分离得到的沉淀物依次经过干化处理、炭化处理、水蒸气活化处理制得再生复合吸附材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种再生吸附材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将剩余活性污泥制得的活性泥吸附材料置于水体中，对水体中的藻类及水体污染物进行吸附，得到沉淀，再对沉淀物进行分离，分离得到的沉淀物依次经过干化处理、炭化处理、水蒸气活化处理制得再生复合吸附材料。


2.根据权利要求1所述的再生吸附材料的制备方法，其特征在于：所述沉淀物中含有淤泥以及吸附了藻类与有害物质的活性泥吸附材料；所述藻类包括蓝藻和绿藻等；所述水体污染物包括磷酸盐和氮化物等。


3.根据权利要求1所述的再生吸附材料的制备方法，其特征在于：所述干化处理条件为在100-200℃下干化60-120min，经干化处理后的材料含水率小于20wt％。


4.根据权利要求1所述的再生吸附材料的制备方法，其特征在于：所述炭化处理的条件为600-800℃无氧炭化60-120min，经炭化处理后的材料含水率小于1wt％。


5.根据权利要求1所述的再生吸附材料的制备方法，其特征在于，所述水蒸气活化处理的过程为：将经过炭化处理的待活化材料放入马弗炉的反应管中，持续向马弗炉中通入保护气体，待管内空气排尽后，以...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁睿，李艳娟，孔庆玲，严春婷，
申请(专利权)人：安徽百和环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34