一种凉果污泥基生物炭及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种凉果污泥基生物炭及其制备方法和应用，属于食品废水污泥资源化利用和高浓度有机凉果废水处理技术领域，其制备方法包括以下步骤：将脱水凉果污泥粉碎后分散浸渍在碱溶液中，浸渍完成后干燥，在惰性气氛中热解，热解完成后将产物立即转入去离子水中，洗涤至中性，干燥，制得所述凉果污泥基生物炭；本发明专利技术以凉果废水生化处理中产生的脱水剩余污泥为原料，通过活化

【技术实现步骤摘要】
一种凉果污泥基生物炭及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及食品废水污泥资源化利用和高浓度有机凉果废水处理
，具体涉及一种凉果污泥基生物炭及其制备方法和应用
。

技术介绍

[0002]凉果加工过程中产生的废水主要来源于清洗
、
盐腌
、
浸糖等多道工序；盐腌过程产生的腌渍液含盐量最高，并含有高浓度
COD
，该废水产量约占凉果废水总产量的5％～
10
％；浸糖工序产生的废糖液具有高有机物和偏酸等特征，占凉果废水产生量的
10
％～
15
％
。
因此，凉果废水是一种含有高浓度有机污染物
、
强酸性的污染废水，如果不经妥善处理就直接排入河流或农田，将导致水体污染
、
土壤盐碱化等环境问题
。
[0003]目前多采用混凝方法去除凉果废水中的有机物，该方法不受盐度影响，对水质波动有较强的耐冲击负荷能力，但对有机物的去除能力有限
、
药剂成本较高，同时会产生化学污泥，形成二次污染
。
电化学和膜处理法处理能力较强，但成本较高，不适用于大规模工业生产
。
凉果废水
BOD5/COD
高，氮磷浓度低，可生化性较好，适宜采用生物处理方法，但由于有机物浓度高和
pH
值偏低等原因，抑制了微生物活性
。
因此，迫切需要在对凉果废水进行生物处理前进行水质调理以调节<br/>pH
值并降低水体有机负荷
。
[0004]鉴于凉果废水水质特点，其处理过程中产生的污泥糖类物质含量高，较其他市政和工业污泥，含碳和灰分高，具有制备比表面积和孔容大
、
耐酸
/
盐腐蚀和官能团丰富的生物炭的潜在应用
。
目前，关于凉果污泥基生物炭的研究和应用还鲜有报道
。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术提供一种凉果污泥基生物炭及其制备方法，同时提供其在去除凉果废水中高浓度有机物与调节
pH
值中的应用，本专利技术可实现凉果企业生产的污染物零排放和污泥资源化利用
。
[0006]本专利技术的目的采用以下技术方案来实现：
[0007]本专利技术的第一方面在于提供一种凉果污泥基生物炭的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0008]将脱水凉果污泥粉碎后分散浸渍在碱溶液中，浸渍完成后干燥，在惰性气氛中热解，热解完成后将产物立即转入去离子水中，洗涤至中性，干燥，制得所述凉果污泥基生物炭
。
[0009]在一些优选的实施方式中，所述脱水凉果污泥的含水率为
20
‑
30
％
。
[0010]在一些优选的实施方式中，所述碱溶液为浓度在5‑
25wt
％的氢氧化钾溶液
。
[0011]在另一些优选的实施方式中，所述脱水凉果污泥与所述碱溶液的的分散固液比为
0.9
‑
1.1g/10mL。
[0012]在另一些优选的实施方式中，所述浸渍的温度为
55
‑
65℃
，浸渍时间为
2.8
‑
3.2h。
[0013]在另一些优选的实施方式中，所述热解的温度为
300
‑
700℃
，升温速率为9‑
11℃/
m//
，热解时间为1‑
3h。
[0014]本专利技术的第二方面在于提供一种凉果污泥基生物炭，所述凉果污泥基生物炭由前述制备方法制备得到
。
[0015]本专利技术的第三方面在于提供一种所述凉果污泥基生物炭的具体应用，具体用于降低凉果废水中的有机物含量和
/
或提高凉果废水的
pH
值
。
[0016]本专利技术的第四方面在于提供一种凉果废水的处理方法，所述处理方法包括以下步骤：
[0017]在凉果废水中投加所述凉果污泥基生物炭进行吸附；或，
[0018]将凉果废水曝气后通过包括有所述凉果污泥基生物炭的滤料层；或，
[0019]先将凉果废水以所述凉果污泥基生物炭吸附，再经曝气后通过包括有所述凉果污泥基生物炭的滤料层
。
[0020]本专利技术的第五方面在于提供一种凉果废水的处理装置，所述处理装置包括上向流滤池，所述上向流滤池按水流方向依次包括配水区
、
滤水区和出水区，所述配水区分别与进水装置和曝气装置管道连接，所述配水区与所述滤水区连接处设置有孔板，所述滤水区按水流方向依次包括承托层和填料层，所述填料层包括有所述凉果污泥基生物炭
。
[0021]在一些优选的实施方式中，所述承托层为鹅卵石层
。
[0022]本专利技术的有益效果为：
[0023](1)
较市政和工业污泥，凉果污泥糖类
、
蛋白质和脂肪族化合物等有机物含量高，制备污泥炭的潜力相对较大；且污泥中含有金属杂质，在热解过程中可直接转化为吸附位点
。
本专利技术以凉果废水生化处理中产生的剩余污泥为原料，通过碱活化
、
热解等系列制备方法，制备得到一种生物炭材料，性能优于商业活性炭，可应用于高浓度有机废水中有机物和
/
或低
pH
值的处理，进而实现固碳降碳
、
以废治废和固体废弃物资源化利用
。
[0024](2)
本专利技术以凉果污泥基生物炭为填料，构建上向流滤池并作为凉果废水处理装置，与污泥生物炭协同作用，可有效降低凉果废水有机物浓度同时调节
pH
值，其对凉果废水的最高有机物去除率为
80.9
％，出水
pH
值为
7.76
，可保证凉果废水达标排放；本专利技术对于促进企业健康良性发展，提高污泥资源化利用率，降低碳排放量，提高环境效益
、
经济效益和社会效益具有重要的现实意义
。
附图说明
[0025]利用附图对本专利技术作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本专利技术的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图
。
[0026]图1是实施例
17
所述凉果污泥基生物炭的扫描电镜图；
[0027]图2是实施例
17
所述凉果污泥基生物炭的傅里叶变换红外光谱图；
[0028]图3是实施例
17
所述凉果污泥基生物炭的
X
射线能谱图；
[0029]图4是实施例
17
所述滤池处理装置的结构组成示意图；
[0030]图5是所述凉果污泥基生物炭在挂膜前
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种凉果污泥基生物炭的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将脱水凉果污泥粉碎后分散浸渍在碱溶液中，浸渍完成后干燥，在惰性气氛中热解，热解完成后将产物立即转入去离子水中，洗涤至中性，干燥，制得所述凉果污泥基生物炭
。2.
根据权利要求1所述的一种凉果污泥基生物炭的制备方法，其特征在于，所述脱水凉果污泥的含水率为
20
‑
30
％
。3.
根据权利要求1所述的一种凉果污泥基生物炭的制备方法，其特征在于，所述碱溶液为浓度在5‑
25wt
％的氢氧化钾溶液
。4.
根据权利要求1所述的一种凉果污泥基生物炭的制备方法，其特征在于，所述脱水凉果污泥与所述碱溶液的的分散固液比为
0.9
‑
1.1g/10mL。5.
根据权利要求1所述的一种凉果污泥基生物炭的制备方法，其特征在于，所述浸渍的温度为
55
‑
65℃
，浸渍时间为
2.8
‑
3.2h。6.
根据权利要求1所述的一种凉果污泥基生物炭的制备方法，其特征在于，所述热解的温度为
...

【专利技术属性】
技术研发人员：石明岩，蓝伊淼，李妮，周超，刘旭，薛朗明，林星竹，张俊杰，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：发明
国别省市：