一种污泥基活性炭及其制备方法和其在废水中有机物吸附的应用技术

本发明专利技术公开了一种污泥基活性炭及其制备方法和其在废水中有机物吸附的应用，包括如下重量份的原料组分：污泥颗粒40～60份，农林废弃物颗粒15～30份，粘结剂10～30份，水3～20份；各原料混合后，经炭化、化学活化、物理活化处理，后经冷却处理，再用依次用酸液和水洗涤，并经烘干处理，得到成品污泥基活性炭；化学活化过程中，将经炭化处理后得到的复合原料炭与2～5mol/L的活化剂溶液按照质量比为1：(1～4)的比例进行混合，并于常温下浸渍12～36h，之后干燥处理至恒重。其对废水中有机物的吸附能力强，所用主要原料为污泥和农林废弃物，不仅有利于污泥和农林废弃物的资源化利用，且有效地降低活性炭的生产成本。降低活性炭的生产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种污泥基活性炭及其制备方法和其在废水中有机物吸附的应用


[0001]本专利技术涉及活性炭制备
，具体涉及一种污泥基活性炭及其制备方法和其在印染废水中进行有机物吸附的应用。

技术介绍

[0002]随着我国印染行业的迅速发展，印染废水的排放量日益增多，据不完全统计，我国印染废水的日排放量达到了3
×
106～4
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106m3，约占整个工业废水排放的35％。印染废水是以加工各种纺织材料为主的印染厂排出的废水，它具有水量大，有机污染物含量高，色度深、碱性和pH值变化大、水质变化剧烈等特点，有些有毒难降解有机物会致癌、致突变、致畸形等，对水环境及人体健康有极大的危害，因此，对印染废水的治理已成为目前治理环境污染的重要任务。
[0003]国内处理印染废水大多以生物法为主，同时辅以化学法，但是对废水的脱色及COD去除效果差，最终出水难以稳定达到国家要求的排放标准。采用吸附法处理印染废水，则可弥补上述生物法和化学沉淀法处理印染废水的不足之处。
[0004]活性炭作为一种具有优良的吸附性和极大的吸附容量的多孔材料，通常是由煤炭、木料、硬果壳、树脂等为原料，在高温下炭化、活化而成，是水处理领域常用的吸附剂，市场需求量很大。然而，目前传统活性炭生产的原料煤价格暴涨，木质炭生产所需的磷酸溶液同样价格飙升，活性炭生产成本也就随之剧增，很多实力薄弱企业难以维持，停工、减产现象出现不少，2021年全国常规活性炭产量呈下降趋势。因此，寻找新的廉价易得的活性炭生产原料，节约生产成本，提高产能，显得十分必要。
[0005]污泥作为污水处理的衍生物，理论含碳量较高，具备作为原料制备活性炭的生产条件，且污泥本身是一种固体废弃物，来源广泛，据环保部的数据显示，2020年我国污泥产生量达7288.3万吨，总量呈现逐年增加趋势，是一种较为理想的活性炭生产原料。目前已有利用污泥制备活性炭的先例，制得的污泥活性炭可用于吸附水中有机物，如中国专利CN111453727A公开了一种污泥
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秸秆复合生物质活性炭的制备方法。该方法包括如下步骤：以城市污泥为主要原料、工业废弃物为辅料、木焦油为粘结剂充分混捏后进行造粒、烘干，得到污泥
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秸秆复合颗粒；将污泥
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秸秆复合颗粒送入炭化炉中，在无氧或限氧条件下，同时炭化和活化，得到产物污泥基生物质活性炭。但该方法所得到的活性炭吸附能力较差。

技术实现思路

[0006]为了解决上述
技术介绍
中存在的问题，本专利技术提供一种污泥基活性炭，其对废水中有机物的吸附能力强，所用主要原料为污泥和农林废弃物，不仅有利于污泥和农林废弃物的资源化利用，且可以有效地降低活性炭的生产成本。此外，本专利技术还提供一种上述污泥基活性炭的制备方法和其在印染废水中有机物吸附的应用。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]本专利技术的第一方面，提供一种污泥基活性炭，包括如下重量份的原料组分：
[0009]污泥颗粒40～60份，农林废弃物颗粒15～30份，粘结剂10～30份，水3～20份；
[0010]各原料混合后，经炭化、化学活化、物理活化处理，后经冷却处理，再用依次用酸液和水洗涤，并经烘干处理，得到成品污泥基活性炭。
[0011]具体地，所述污泥颗粒为由经过预处理，且含水率小于60wt％的污泥经烘干、研磨制得，所述污泥颗粒的含水率≤10wt％，粒径≤200目。
[0012]所述污泥为非危废污泥，且所述污泥的预处理方式为好氧发酵、厌氧发酵、低温带式干化、热干化中的一种或多种。
[0013]具体地，所述农林废弃物颗粒的原料为稻壳、椰壳、玉米秸秆、花生壳、木粉中的一种或多种，农林废弃物颗粒的粒径≤200目；所述粘结剂为焦油、粘土、沥青、水玻璃、硅溶胶、腐殖酸钠、聚合磷酸钠中的一种或多种。
[0014]具体地，所述炭化过程在无氧或限氧条件下进行，气体氛围为惰性气体，优选地为氮气气氛，炭化温度为400～700℃，炭化时间为20～150min。
[0015]具体地，所述化学活化过程中，将经炭化处理后得到的复合原料炭与2～5mol/L的活化剂溶液按照质量比为1：(1～4)的比例进行混合，并于常温下浸渍12～36h，之后干燥处理至恒重，得到活化复合原料炭。
[0016]具体地，所述活化剂为氯化锌、氢氧化钾、碳酸钾中的一种。
[0017]具体地，所述物理活化过程中，将经化学活化处理后得到的活化复合原料炭置于惰性气体气氛下活化，优选地为氮气气氛，活化温度为800～1000℃，活化时间为80～250min。
[0018]本专利技术的第二方面，提供一种上述污泥基活性炭的制备方法，包括如下步骤：
[0019]S1、将含水率≤10wt％的污泥颗粒与农林废弃物颗粒按照配方量进行干混，得到第一混合物；
[0020]S2、向第一混合物中加入配方量的粘结剂和水，进行充分的湿混，得到第二混合物；
[0021]S3、将第二混合物造粒成型，得到复合污泥颗粒，再将复合污泥颗粒进行陈化脱水处理；
[0022]S4、将陈化后的复合污泥颗粒物经炭化、化学活化、物理活化处理，后经冷却处理，再用依次用酸液和水洗涤，并经烘干处理，得到成品污泥基活性炭。
[0023]本专利技术的第三方面，提供一种上述污泥基活性炭的应用，所述污泥基活性炭用于印染废水中有机物吸附。
[0024]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0025](1)本专利技术中所用主要原料为污泥和农林废弃物，不仅有利于污泥和农林废弃物的资源化利用，且可以有效地降低活性炭的生产成本，采用干混与湿混相结合的方式将原料形成混合物，且控制各原料配比，将混合物炭化后，在活化剂作用下活化，并控制活化温度和时间，有效地提高了活性炭成品的苯酚吸附值；
[0026](2)本专利技术中污泥基活性炭的制备工艺简单、制备过程能耗低、无二次污染、成本低廉。
具体实施方式
[0027]本专利技术的污泥基活性炭的制备方法包括如下步骤：
[0028]S1、原料预处理步骤：
[0029]将经过预处理的含水率＜60％的污泥经干燥脱水处理后，再经粉碎、过筛处理，得到污泥颗粒，其含水率≤10％，粒径≤200目；将农林废弃物经干燥脱水处理后，再经粉碎、过筛，得到农林废弃物颗粒，其粒径≤200目；
[0030]其中，污泥为非危废污泥，非危害类污泥的实例包括但不限于市政污泥、造纸污泥，且污泥的预处理方式为好氧发酵、厌氧发酵、低温带式干化、热干化中的一种或多种，污泥颗粒中有机质含量为25～50wt％，优选为28～45wt％，更优选为35～43wt％；
[0031]由于污泥中的含碳量低，因此在配方中加入农林废弃物作为增碳剂，提高活性炭成品的吸附性能；
[0032]农林废弃物为稻壳、椰壳、玉米秸秆、花生壳、木粉中的一种或多种，优选地，农林废弃物选自稻壳、椰壳或玉米秸秆中的一种或多种，更优选地，农本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种污泥基活性炭，其特征在于，包括如下重量份的原料组分：污泥颗粒40～60份，农林废弃物颗粒15～30份，粘结剂10～30份，水3～20份；各原料混合后，经炭化、化学活化、物理活化处理，后经冷却处理，再用依次用酸液和水洗涤，并经烘干处理，得到成品污泥基活性炭。2.根据权利要求1所述的污泥基活性炭，其特征在于，所述化学活化过程中，将经炭化处理后得到的复合原料炭与2～5mol/L的活化剂溶液按照质量比为1：(1～4)的比例进行混合，并于常温下浸渍12～36h，之后干燥处理至恒重，得到活化复合原料炭。3.根据权利要求2所述的污泥基活性炭，其特征在于，所述活化剂为氯化锌、氢氧化钾、碳酸钾中的一种。4.根据权利要求1所述的污泥基活性炭，其特征在于，所述炭化过程在无氧或限氧条件下进行，气体氛围为惰性气体，炭化温度为400～700℃，炭化时间为20～150min。5.根据权利要求1所述的污泥基活性炭，其特征在于，所述物理活化过程中，将经化学活化处理后得到的活化复合原料炭置于惰性气体气氛下活化，活化温度为800～1000℃，活化时间为80～250min。6.根据权利要求1所述的污泥基活性炭，其特征在于，所述污泥颗粒为由经过预处理，且含水率小于60wt％的污泥经烘干、...

【专利技术属性】
技术研发人员：童裳慧，
申请(专利权)人：城康材料技术有限公司，
类型：发明
国别省市：