一种以污泥为原料制备成型活性炭的方法技术

本发明专利技术公开了一种以污泥为原料制备成型活性炭的方法，包括以下步骤：S1、污泥预处理；S2、炭化产物I制备：S3、炭化产物II制备：S4、初级活性炭制备：S5、初级活性炭预处理：S6、成型体压制：S7、成型活性炭制备。本发明专利技术的制备方法能无害化处置污泥，能够实现对污泥资源化利用，变废为宝创造更多经济价值，不产生过程污染尾气，更进一步地，本发明专利技术的制备方法综合利用了污泥与农业废弃物为原料，在促进环境保护的同时，也促进了污染物及农业废弃物资源化利用产业的融合及发展，延伸了产业的发展，本发明专利技术的制备方法具有较好的环境保护效益、经济效益及社会效益前景。益及社会效益前景。

【技术实现步骤摘要】
一种以污泥为原料制备成型活性炭的方法


[0001]本专利技术属于污泥资源化
，具体涉及一种以污泥为原料制备成型活性炭的方法。

技术介绍

[0002]在水处理或水环境治理的过程中，一般会产生大量的废弃产物污泥，这些污泥如若处理不当将对环境造成污染，传统的污泥处置方式又很难对其进行资源化利用，使得其成为一个困扰。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种以污泥为原料制备成型活性炭的方法，本专利技术以污泥为原料制备成型活性炭，本专利技术的制备方法一方面能无害化处置污泥，能够实现对污泥资源化利用，变废为宝创造更多经济价值，不产生过程污染尾气，更进一步地，本专利技术的制备方法综合利用了污泥与农业废弃物为原料，在促进环境保护的同时，也促进了污染物及农业废弃物资源化利用产业的融合及发展，延伸了产业的发展，本专利技术的制备方法具有较好的环境保护效益、经济效益及社会效益前景。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种以污泥为原料制备成型活性炭的方法，包括以下步骤：S1、污泥预处理：将污泥脱水至含水率≤60%，105℃干燥处理4
‑
6h（小时）后，再与农业废弃物混合，制得预混合物I；优选的，S1中所述的污泥为剩余污泥或黑臭污泥或河湖淤泥。
[0005]优选的，S1中所述农业废弃物为玉米秸秆、玉米芯、竹屑、花生壳、椰壳、木屑、树枝中的一种或多种的混合物。
[0006]优选的，S1中干燥处理后得到的污泥与农业废弃物按质量比（7
‑/>27）：3进行混合。
[0007]S2、炭化产物I制备：将S1中制得的预混合物I置于炭化炉中，在（被惰性气体保护的）无氧条件下，300℃炭化1h（小时），随后将温度升至500
‑
700℃，再炭化1
‑
2h（小时），粉碎过60目筛，制得炭化产物I；S3、炭化产物II制备：将S2中制得的炭化产物I与强碱溶液按照1:（1.5
‑
2）的质量比进行常温活化，活化时间≥20h（小时），得到中间产物；随后将中间产物烘干，烘干温度80
‑
105℃，烘干时间10
‑
12h（小时），然后将烘干后的物料置于炭化炉中，在（被惰性气体保护的）无氧条件下，300℃炭化1h（小时），随后将温度升至500
‑
700℃，再炭化1
‑
2h（小时），粉碎过60目筛，制得炭化产物II；优选的，S3中所述强碱溶液为氢氧化钾溶液或氢氧化钠溶液。
[0008]优选的，S3中所述强碱溶液的浓度为2.5mol/L。
[0009]S4、初级活性炭制备：将S3中制得的炭化产物II先用盐酸洗涤，再用水洗涤，至洗涤废液PH为7
‑
8，然后对物料进行烘干，烘干温度85
‑
105℃，烘干处理4
‑
12h（小时），物料烘
干后再进行研磨，制得初级活性炭；优选的，S4中所述盐酸的浓度为2
‑
4mol/L。
[0010]S5、初级活性炭预处理：将S4中制得的初级活性炭粉碎，过100目筛后得初级活性炭粉末，再将初级活性炭粉末与有机粘结剂、无机粘结剂混合，制得预混合物II；优选的，S5中所述有机粘结剂为纤维素类、淀粉类、环氧树脂类中的一种或多种的混合物。
[0011]S5中纤维素类有机粘结剂优选羧甲基纤维素。
[0012]优选的，S5中所述无机粘结剂为低熔点玻璃粉。
[0013]所述低熔点玻璃粉的熔点为390
‑
1200℃，所述低熔点玻璃粉平均粒径为1
‑
50μm。
[0014]优选的，S5中所述初级活性炭粉末、有机粘结剂、无机粘结剂按重量比1:(0.15
‑
0.2):(0.23
‑
0.28)进行混合。
[0015]S6、成型体压制：将S5中制得的预混合物II进行挤压成型，挤压压力≥50Mpa，制得成型体；S7、成型活性炭制备：将S6中制得的成型体进行干燥处理，90℃干燥12h（小时），再将成型体置于炭化炉中，在（被惰性气体保护的）无氧条件下，使温度以15℃/min升温至350℃，温度350℃炭化2h（小时），随后再使温度以15℃/min升温至700
‑
750℃，温度达到700℃时通入水蒸气，活化1
‑
3h（小时），制得成型活性炭。
[0016]优选的，S7中通入水蒸气的流量为100
‑
200mL/h。
[0017]通过本专利技术所制备的成型活性炭可以应用于绿化种植土质改善、生态修复填料、受污染水体的净化等领域。
[0018]与现有技术相比，本专利技术有益效果：现有的传统成型活性炭多以活性炭粉末和粘合剂在一定条件下制备而得到，而传统的成型活性炭制备存在以下不足：（1）传统的成型活性炭制备以沥青、煤焦油为粘结剂时，在制备成型活性炭过程中会产生过程污染尾气，造成尾气二次污染；（2）传统的成型活性炭制备不以沥青、煤焦油为粘结剂时，无法形成成型活性炭或成型活性炭耐磨强度差；本专利技术的制备成型活性炭的方法与传统成型活性炭的制备方法相比，本专利技术不产生过程污染尾气，更加清洁环保，本专利技术的制备方法可以制得耐磨强度较高的成型活性炭。
[0019]本专利技术的制备方法充分利用了污泥及农业废弃物，能够降低污泥及农业废弃物的处置量，实现污泥及农业废弃物的稳定化、减量化、无害化和资源化。
[0020]本专利技术的制备方法简单易行，炭剂以污泥、农业废弃物混合物为主，原料易于获取。
[0021]本专利技术利用农业废弃物增加污泥中的含碳量，改善污泥含碳量较低、灰分含量较高的缺陷，还能解决部分农业废弃物的去处。
[0022]本专利技术以污泥为原料制备成型活性炭的方法中，通过将低熔点玻璃粉末及羧甲基纤维素作为粘合剂，将农业废弃物作为增炭材料，可以制备得到耐磨度高的成型活性炭。
[0023]本专利技术以污泥为原料制备成型活性炭，本专利技术的制备方法一方面能无害化处置污泥，能够实现对污泥资源化利用，变废为宝创造更多经济价值，不产生过程污染尾气，更进一步地，本专利技术的制备方法综合利用了污泥与农业废弃物为原料，在促进环境保护的同时，也促进了污染物及农业废弃物资源化利用产业的融合及发展，延伸了产业的发展，本专利技术
的制备方法具有较好的环境保护效益、经济效益及社会效益前景。
具体实施方式
[0024]实施例1：一种以污泥为原料制备成型活性炭的方法，包括以下步骤：S1、污泥预处理：将污泥脱水至含水率为58%，105℃干燥处理5.5h后，再与农业废弃物混合，制得预混合物I；S1中所述的污泥为剩余污泥。
[0025]S1中所述农业废弃物为玉米秸秆。
[0026]S1中干燥处理后得到的污泥与农业废弃物按质量比7：3进行混合。
[0027]S2、炭化产物I制备：将S1中制得的预混合物I置于炭化炉中，在（被惰性气体保护）本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种以污泥为原料制备成型活性炭的方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、污泥预处理：将污泥脱水至含水率≤60%，105℃干燥处理4
‑
6h后，再与农业废弃物混合，制得预混合物I；S2、炭化产物I制备：将S1中制得的预混合物I置于炭化炉中，在无氧条件下，300℃炭化1h，随后将温度升至500
‑
700℃，再炭化1
‑
2h，粉碎过60目筛，制得炭化产物I；S3、炭化产物II制备：将S2中制得的炭化产物I与强碱溶液按照1:（1.5
‑
2）的质量比进行常温活化，活化时间≥20h，得到中间产物；随后将中间产物烘干，烘干温度80
‑
105℃，烘干时间10
‑
12h，然后将烘干后的物料置于炭化炉中，在300℃炭化1h，随后将温度升至500
‑
700℃，再炭化1
‑
2h，粉碎过60目筛，制得炭化产物II；S4、初级活性炭制备：将S3中制得的炭化产物II先用盐酸洗涤，再用水洗涤，至洗涤废液PH为7
‑
8，然后对物料进行烘干，烘干温度85
‑
105℃，烘干处理4
‑
12h，物料烘干后再进行研磨，制得初级活性炭；S5、初级活性炭预处理：将S4中制得的初级活性炭粉碎，过100目筛后得初级活性炭粉末，再将初级活性炭粉末与有机粘结剂、无机粘结剂混合，制得预混合物II；S6、成型体压制：将S5中制得的预混合物II进行挤压成型，挤压压力≥50Mpa，制得成型体；S7、成型活性炭制备：将S6中制得的成型体进行干燥处理，90℃干燥12h，再将成型体置于炭化炉中，在无氧条件下，使温度以15℃/min升温至350℃，温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐凯，李卫林，王源意，韩双，柳红霞，
申请(专利权)人：湖北省长江水生态研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：