一种酸洗脱灰-高温活化制备污泥基功能材料的方法和污泥基功能材料及应用技术

本发明专利技术属于城镇污水处理厂污泥处理与资源化领域，公开了一种酸洗脱灰

【技术实现步骤摘要】
一种酸洗脱灰
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高温活化制备污泥基功能材料的方法和污泥基功能材料及应用


[0001]本专利技术属于城镇污水处理厂污泥处理与资源化领域，更具体地，涉及一种酸洗脱灰
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高温活化制备污泥基功能材料的方法和污泥基功能材料及应用。

技术介绍

[0002]随着经济的不断发展，我国每年产生的市政污水呈现逐年递增的趋势，同时水处理过程中产生的初沉污泥和剩余污泥也逐年增多。我国各大污水处理厂对于污水的预处理、一级处理、二级处理及深度处理都有较为成熟的工艺，而污泥作为污水处理过程中的副产物却没有得到很好的处理处置。现今水厂污泥的处理工艺一般包括污泥浓缩、离心脱水、热水解、厌氧消化、板框脱水及好氧堆肥等，但处理后的污泥普遍存在含水率高，有机质含量高、气味较大等问题，给后期污泥的处置带来了极大的困难。
[0003]经处理的污泥后期处置方式主要包括填埋、土地利用、水泥窑、建筑材料、混合焚烧及热解碳化等。相较于焚烧和碳化而言，其它处置方式因污泥中的有机质、微生物、病毒及重金属等原因，都会存在一定的环境污染风险。焚烧过程可以分解污泥中的有机物、灭活微生物和病毒，使重金属固化，有效实现污泥处置的减量化、无害化和稳定化目标，但相较于热解碳化而言，燃烧产物应用价值较低。
[0004]污泥热解碳化技术是指在无氧或者缺氧的状态下，对污泥进行加热处理，使污泥中的有机物分解，从而得到矿化度较高的碳化产品的过程。污泥热解碳化过程不仅使污泥减量化、无害化及稳定化，同时得到的碳化产品具有很高的应用价值，可作为吸附材料应用于污水处理过程，作为骨架材料应用于污泥调理脱水、作为有机营养土用于土壤修复及土壤改良以及作为催化剂载体等，有效实现了污泥资源化目标。
[0005]碳化产品虽然具有比较发达的孔隙结构，但由于灰分含量高、碳质含量低，致使碳化产品吸附速率和吸附量都受到了限制。因此，目前亟待提出一种酸洗脱灰
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高温活化制备污泥基功能材料的方法，提高碳化产品的碳质含量，增加其孔隙率，从而提高碳化产品的吸附性能。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提出一种酸洗脱灰
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高温活化制备污泥基功能材料的方法和污泥基功能材料及应用。本专利技术通过酸洗、高温活化达到生产高吸附性能污泥基功能材料的目的，实现了污泥产品高价值利用。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供了一种酸洗脱灰
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高温活化制备污泥基功能材料的方法，该方法包括如下步骤：
[0008]S1：对含水率为93％
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95％的污泥进行药剂调理脱水，得到含水率为 50％
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60％的污泥；
[0009]S2：对步骤S1的污泥进行切条低温干化处理，得到含水率为10％
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20％的污泥；
[0010]S3：对步骤S2的污泥依次进行热解碳化和酸洗脱灰处理，得到化学改性污泥炭；
[0011]S4：对所述化学改性污泥炭依次进行高温干化和高温活化处理，得到所述污泥基功能材料。
[0012]根据本专利技术，优选地，所述药剂调理脱水的污泥调理药剂为钙盐、镁盐和铁盐中的至少一种。
[0013]根据本专利技术，优选地，所述污泥调理药剂的投加量为所述含水率为93％
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95％的污泥中的干基的重量的5％
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40％。
[0014]根据本专利技术，优选地，所述切条低温干化处理的温度为60
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90℃。
[0015]根据本专利技术，优选地，所述切条低温干化处理的设备包括低温热泵干化机。
[0016]根据本专利技术，优选地，所述热解碳化处理的温度为500
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800℃，时间为 30
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60min。
[0017]根据本专利技术，优选地，所述热解碳化处理得到的污泥炭的粒径为10
‑
60 目。
[0018]根据本专利技术，优选地，所述酸洗脱灰处理使用的改性剂为盐酸、硫酸和磷酸中的至少一种。
[0019]根据本专利技术，优选地，所述改性剂与所述污泥炭的用量比为(1
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8)： (1
‑
4)。
[0020]根据本专利技术，优选地，所述改性剂的浓度范围为10％
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20％。
[0021]根据本专利技术，优选地，所述酸洗脱灰处理的操作条件包括：搅拌强度为60
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200r/min，搅拌时间为60
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120min，静置22
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26h。
[0022]根据本专利技术，优选地，所述高温干化处理的操作条件包括：含氧量≤8％，干化温度为100
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300℃，干化时间为30
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90min。
[0023]根据本专利技术，优选地，所述高温活化处理的操作条件包括：进料含水率≤5％，含氧量≤8％，活化温度为600
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900℃，活化时间为30
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120min。
[0024]本专利技术第二方面提供了所述的酸洗脱灰
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高温活化制备污泥基功能材料的方法制备得到的污泥基功能材料。
[0025]本专利技术第三方面提供了所述的污泥基功能材料作为废水物理吸附材料的应用。
[0026]根据本专利技术，优选地，所述污泥基功能材料对废水中的难降解COD的饱和吸附量为79
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86mg/g。
[0027]本专利技术的技术方案的有益效果如下：
[0028]本专利技术通过对中温污泥碳进行酸洗脱灰，以减少污泥碳中的灰分含量，增加其碳质含量，然后再通过高温活化固定孔道，有效增大其比表面积，提高孔隙率。与原有污泥碳相比各方面性能均有提升，尤其吸附性能提升最为明显。
[0029]本专利技术的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
[0030]下面将更详细地描述本专利技术的优选实施方式。虽然以下描述了本专利技术的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本专利技术更加透彻和完整，并且能够将本专利技术的范围完整地传达给本领域的技术人员。
[0031]实施例1
[0032]本实施例提供一种酸洗脱灰
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高温活化制备污泥基功能材料的方法，包括如下步
骤：
[0033]S1：采用钙盐和镁盐作为污泥调理药剂，对含水率为94％的污泥进行药剂调理脱水，得到含水率为57.2％的污泥；钙盐+镁盐的投加量为所述含水率为94％的污泥中的干基的重量的5％。
[0034]S2：采用低温热泵干化机对步骤S1的污泥进行切条低温干化处理(温度为60
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90℃)，得到含水率为16％的污泥；
[0035]S3：对步骤S2的污泥依次进行热解碳化(温度为750℃，时间为30min) 和酸洗脱灰处理，得到化学改性污本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种酸洗脱灰
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高温活化制备污泥基功能材料的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：S1：对含水率为93％
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95％的污泥进行药剂调理脱水，得到含水率为50％
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60％的污泥；S2：对步骤S1的污泥进行切条低温干化处理，得到含水率为10％
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20％的污泥；S3：对步骤S2的污泥依次进行热解碳化和酸洗脱灰处理，得到化学改性污泥炭；S4：对所述化学改性污泥炭依次进行高温干化和高温活化处理，得到所述污泥基功能材料。2.根据权利要求1所述的酸洗脱灰
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高温活化制备污泥基功能材料的方法，其中，所述药剂调理脱水的污泥调理药剂为钙盐、镁盐和铁盐中的至少一种；所述污泥调理药剂的投加量为所述含水率为93％
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95％的污泥中的干基的重量的5％
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40％。3.根据权利要求1所述的酸洗脱灰
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高温活化制备污泥基功能材料的方法，其中，所述切条低温干化处理的温度为60
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90℃；所述切条低温干化处理的设备包括低温热泵干化机。4.根据权利要求1所述的酸洗脱灰
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高温活化制备污泥基功能材料的方法，其中，所述热解碳化处理的温度为500
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800℃，时间为30
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60min；所述热解碳化处理得到的污泥炭的粒径为10
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60目。5.根据权利要求4所述的酸洗脱灰
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【专利技术属性】
技术研发人员：赵亚伟，王佳伟，付兴民，王玮，商筱丽，文洋，刘垚，孙冀垆，
申请(专利权)人：北京城市排水集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：