本发明专利技术涉及一种利用农药化工行业污水处理剩余污泥制备活性炭的工艺；以化工行业污水处理产生的有毒剩余污泥为原料，投加絮凝剂并搅拌，静置，过滤；依次加入增碳物料与活化剂，经活化、干燥处理后，在惰性气体保护下热解。最后经冷却、洗涤、干燥，制得污泥活性炭。本发明专利技术以农药化工污水处理产生的大量剩余污泥为原料制备活性炭，达到了“变废为宝”、“以废治废”目的，所制备的活性炭其重金属的浓度低于国标GB5085.3-2007(危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别)中规定的浸出液最高允许浓度；同时，在高温热解条件下，污泥中的有机物可得到完全矿化。本发明专利技术具有显著的环境效益和社会效益。
Process for preparing activated carbon from waste sludge treated by sewage treatment in pesticide chemical industry
The invention relates to a process for the preparation of activated carbon wastewater sludge treatment system using pesticide chemical industry; chemical industry wastewater treatment with toxic excess sludge as raw material, adding flocculant and stirring, standing, filtering; sequentially adding carbon material and activator, the activation, after drying, pyrolysis in inert gas protection under the. Finally, activated carbon was obtained by cooling, washing and drying. A large number of surplus sludge produced by the invention of pesticide and chemical wastewater treatment as the raw material for preparation of activated carbon, to achieve a \treasure\, \to treat waste\, the concentration of activated carbon prepared by the heavy metal is lower than the national standard GB5085.3-2007 (identification standard for hazardous wastes) in the provisions of the maximum allowable concentration of leaching solution; at the same time, the pyrolysis conditions, organic compounds in the sludge can be completely mineralized. The invention has remarkable environmental and social benefits.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种工业固体废弃物的资源化处置，一种利用农药化工行业污水处理 剩余污泥制备活性炭的工艺。
技术介绍
农药化工行业的污泥不仅体积庞大，且有机毒物含量高，颗粒细，呈絮状胶体结 构，具有高亲水性。我国现有大小化工园区1000余个，拥有大小化工企业10万余家。这些 化工企业每天产生数万吨的剩余污泥，经常规脱水处理后，污泥的含水率一般在80%左右， 且含有各种有机毒物。按照我国最新颁布的《国家危险废物名录》规定，农药化工行业废 水处理过程中产生的剩余污泥为危险固体废弃物，须送有资质的危险废物处置中心集中处 理，其处置费用约2000元/吨。我国化工污泥焚烧处理费用高，许多化工企业转而采用填埋或堆肥处理剩余污 泥，由于污泥中含有大量有机毒物，填埋或堆肥易产生严重的二次污染，危害生态环境，且 堆肥占用了大量的农田。研发针对毒性污泥的经济、高效处理技术，使之不会造成二次污 染，成为迫切任务。剩余活性污泥中的主要物质仍是这些微生物及其死亡后的残留物，即剩余活性污 泥中大部分物质是有机物，其含量在60% 70%。剩余活性污泥经高温碳化和活化可转化 为污泥质的活性炭。由于活性污泥中含有较高的碳成分，以污泥作为原料进行炭化材料的 制备，是污泥资源化利用的一种方法。目前常用的工艺是，先对污泥进行干化处理，然后再 以干化污泥为原料，进行活化和炭化处理。这些工艺的缺点是工艺路线较长。相对于城市污 泥而言，农药化工污泥属于危险废物，其处置费用约2000约/吨，本工艺的处置费用在400 元/吨，且资源化后的产品可出售。污泥本质上是含碳的有机物，可以作为制造活性炭吸附剂的原材料，将污泥作为 活性炭的生产原料，让污泥由低价值废物转变成为高使用价值的活性炭，这不但从根本上 解决了污泥处理难的问题，而且还更好地保护环境、节约能源。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足而提供一种利用农药化工行业污水处理剩 余污泥制备活性炭的工艺，实现污泥资源化利用。本专利技术的技术方案为一种利用化工行业剩余污泥制备活性炭的工艺，其具体步 骤如下(1)、向质量含水率为95 99. 9%的化工剩余污泥中，投加絮凝剂并搅拌，静置， 过滤；(2)、取过滤后的污泥，依次添加增碳物料、固体活化剂，搅拌均勻后，在75 90°C 的温度下，浸渍活化5 IOh ；(3)、干燥、研磨；(4)、将干燥后的污泥以惰性气体作为保护气，在600 900°C热解0. 5 池；(5)、将热解后的污泥最后经冷却、洗涤、干燥，制得污泥活性炭。优选上述的絮凝剂为分子量在1000 1400万道尔顿之间的阳离子型聚丙烯酰胺 (CPAM)。优选上述的絮凝剂质量浓度为1%。 3%。；每公斤污泥中絮凝剂的投加量为1 IOmL ；加入絮凝剂后的搅拌速率为20 40r/min，搅拌时间为0. 5 lmin。优选上述的所述的增碳物料至少为褐煤、废木屑或秸秆中的一种，其中秸秆优选 为水稻秸秆或小麦秸秆；每公斤过滤后的污泥中，增碳物料的添加量为0. 5 15g。优选固 体活化剂至少为氯化锌、氢氧化钾或硫化钾中的一种；每公斤过滤后的污泥中，固体活化剂 的添加量为10 150g。上述步骤(3)中的干燥温度均为105 120°C的温度下，干燥时间均为4 Mh。 步骤(3)中研磨后污泥的平均粒径为0. 15 1mm。步骤(5)按常规方法干燥。加入增碳物料和固体活化剂后的搅拌速率为60 lOOr/min，搅拌时间为1 5min。优选上述的惰性气体为氮气、氦气或氩气；惰性气体的吹扫速率为100 200mL/mirio优选上述的热解过程的升温速率为10 20°C /min。所述的洗涤为先用0. 8 1. 5mol/L盐酸溶液洗涤，干燥；再用质量分数为20 40 %氢氟酸洗涤，干燥；再水洗，干燥后，制得活性炭。本专利技术方法的流程图如图1所示，包括如下方法步骤①、将含水率为95 99. 9%的剩余污泥，加入絮凝剂，搅拌，过滤。②、依次加入增碳物料、活化剂，搅拌、浸渍活 化。③、干燥，粉碎。④、热解碳化，惰性气体为保护气，热解碳化；⑤、冷却、洗涤、干燥，制得 污泥活性炭。有益效果与传统污泥处置及活性炭制备方法相比，具有如下优点1、以化工脱水污泥为原料制备活性炭，突破了传统的以煤、木材和以生活污水的 剩余污泥制备活性炭的工艺，同时也开辟了固体废弃物处理的新途径。2、以化工脱水污泥为原料制备活性炭，为污泥的处理处置找到出路，同时为活性 炭生产找到了廉价可得、来源广泛的原料，可以缓解我国木材、能源短缺的矛盾。3、本工艺在污泥含水率为95 99. 9%时，先采用絮凝沉淀、过滤，直接向过滤后 污泥中加入固体活化剂，从而减少了一步干燥。4、用污泥制备活性炭达到了 “变废为宝”、“以废治废”目的，具有良好的环境和社 会效益。污泥中的含碳有机物在热的作用下发生分解，非碳元素以挥发分的形式逸出，污泥 中的有机物可得到完全矿化，活性炭的重金属浸出浓度远低于国标GB 5085. 3-2007(危险 废物鉴别标准浸出毒性鉴别)中规定的浸出液最高允许浓度。附图说明图1为本专利技术的工艺流程图。具体实施例方式实施例1 如图1所示，取Ikg质量含水率为98. 3%的南通某农药厂剩余污泥，向其中投加 质量浓度为3%。的CPAM 5mL, 20r/min搅拌60s后，静置分层，过滤，向过滤后的污泥中加入 17g固体氯化锌；向其中添加2g废木屑，120r/min搅拌Imin后，于90°C浸渍活化4h，再经 105°C干燥24h后，将其研磨至平均粒径0. 71mm。在600°C (升温速率为15°C /min)，氮气 的吹扫速率为150mL/min保护下，将研磨后的物料热解0. 5h。冷却，用lmol/L盐酸洗涤，干 燥，再用质量分数为40%氢氟酸洗涤，干燥；再经水洗，干燥制得活性炭。测得比表面积为 437m2/go实施例2:如图1所示，取Ikg质量含水率为95. 7%的徐州某农药厂剩余污泥，向其中投加质 量浓度为1%。的CPAM 10mL，30r/min搅拌Imin后，静置分层，过滤，向过滤后的污泥中加人 50g固体氢氧化钾和50g固体氯化锌；向其中添加2g褐煤和3g水稻秸秆，经lOOr/min搅拌 5min后，于85°C浸渍活化6h，再经110°C干燥8h后，研磨至平均粒径0. 50mm。于750°C (升 温速率为10°C /min)，氦气的吹扫速率为lOOmL/min保护下，将研磨后的物料热解1. 5h。冷 却，用1. 2mol/L盐酸洗涤，干燥，再用质量分数为36%氢氟酸洗涤，干燥；再经水洗，干燥制 得活性炭。测得比表面积为462m2/g。实施例3 如图1所示，取Ikg质量含水率为97. 9%的南京某农药厂污水处理厂剩余污泥，向 其中投加质量浓度为2%。的CPAM 8mL,40r/min搅拌50s后，过滤去除水分，加人120g固体 硫化钾；向其中添加2g废木屑和2g小麦秸秆，经60r/min搅拌^iin后，于75°C浸渍活化 8h，再经115°C干燥6h后，研磨至平均粒径0. 15mm。在850°C (升温速率为20°C /min)，氩 气的吹扫速率为180mL/min保护下，将研磨后的物料热解lh。冷却，用lmol/L盐酸洗涤，干 燥本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种利用农药化工行业污水处理剩余污泥制备活性炭的工艺，其具体步骤如下：（１）、向质量含水率为９５～９９．９％的化工剩余污泥中，投加絮凝剂并搅拌，静置，过滤；（２）、取过滤后的污泥，依次添加增碳物料、固体活化剂，搅拌均匀后，在７５～９０℃的温度下，浸渍活化５～１０ｈ；（３）、干燥、研磨；（４）、将干燥后的污泥以惰性气体作为保护气，在６００～９００℃热解０．５～２ｈ；（５）、将热解后的污泥经冷却、洗涤、干燥，制得污泥活性炭。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：徐炎华，胡俊，赵贤广，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：84
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