申请日2017.04.24
公开(公告)日2017.08.01
IPC分类号B01J20/20; B01J20/30
摘要
本发明公开了一种造纸工业废水污泥制备泥质炭吸附材料的方法，属于污水处理领域。该方法包括以下步骤：(1)将造纸工业废水污泥浓缩、压榨、干燥至含水率为4～7%，研磨过200目筛，得到污泥颗粒;(2)将活化剂、苯氧乙醇、羟甲基纤维素和氯化钠加入水中，溶解后加入污泥颗粒，浸泡，干燥;(3)将处理后的污泥颗粒放入热解炉中，通入氮气作为保护气体，升温，炭化热解;(4)将含有产物的盐酸溶液于水浴中加热，水洗至中性，干燥，粉碎研磨，过200目筛，得到泥质炭吸附材料。利用本发明的方法对污泥颗粒进行浸泡处理后，可以提高最终的泥质炭的产出，苯氧乙醇和氧化锌协同增强泥质炭的吸附能力。
权利要求书
1.造纸工业废水污泥制备泥质炭吸附材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将造纸工业废水污泥浓缩、压榨、干燥至含水率为4～7%，研磨过200目筛，得到污泥颗粒;
(2)按重量份计，将1～2份活化剂、6～10份苯氧乙醇、4～10份羟甲基纤维素和2～5份氯化钠加入20～30份水中，溶解后加入1～2份污泥颗粒，浸泡1-3小时，浸泡温度为30-50℃，干燥;
(3)将处理后的污泥颗粒放入热解炉中，通入氮气作为保护气体，升温至800～850℃，炭化热解15～90min;
(4)将含有产物的盐酸溶液于60～80℃水浴中加热反应1～3min，水洗至中性，干燥，粉碎研磨，过200目筛，得到泥质炭吸附材料。
2.根据权利要求1所述的造纸工业废水污泥制备泥质炭吸附材料的方法，其特征在于，步骤(1)的含水率为5%。
3.根据权利要求1所述的造纸工业废水污泥制备泥质炭吸附材料的方法，其特征在于，步骤(2)中各原料包括：1.2份活化剂、8份苯氧乙醇、6份羟甲基纤维素、3份氯化钠、27份水和1.2份污泥颗粒。
4.根据权利要求1所述的造纸工业废水污泥制备泥质炭吸附材料的方法，其特征在于，所述的活化剂是质量浓度为1～5mol/L的氯化锌。
5.根据权利要求1所述的造纸工业废水污泥制备泥质炭吸附材料的方法，其特征在于，步骤(3)的反应温度为830℃，反应时间为50min。
6.根据权利要求1所述的造纸工业废水污泥制备泥质炭吸附材料的方法，其特征在于，步骤(4)中盐酸溶液的浓度2mol/L。
说明书
造纸工业废水污泥制备泥质炭吸附材料的方法
技术领域
本发明公开一种属于污水处理领域，尤其涉及一种造纸工业废水污泥制备泥质炭吸附材料的方法。
背景技术
造纸工业废水污泥一般是纤维、亲水性金属氢氧化物、生物处理构筑物中的挥发性物质。
申请号为CN201310565263.2的中国专利申请公开了一种废水污泥处理方法，本方法是先将废水污泥脱水至含水率为88%～90%的预处理污泥，再加入氯化铁混合均匀，然后采用氢氧化钙溶液调节所述预处理污泥的PH值，再加入粉煤灰混合均匀，最后采用压滤机压制成含水率≤50%的泥块。与现有技术相比，该发明从破壁改性及机械压滤匹配方面入手，将污泥脱水至含水率50%以下，且脱水后的污泥具有疏水性，不会产生二次污泥化。但是对于污泥的后续处理仍然浪费了相当大的资源。
发明内容
本发明为了解决现有技术造纸工业废水的问题，提供了一种造纸工业废水污泥制备泥质炭吸附材料的方法，通过对污泥进行回收处理，实现了废水利用的同时获得吸附材料，既环保又节省能源。
为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
造纸工业废水污泥制备泥质炭吸附材料的方法，包括以下步骤：
(1)将造纸工业废水污泥浓缩、压榨、干燥至含水率为4～7%，研磨过200目筛，得到污泥颗粒;
(2)按重量份计，将1～2份活化剂、6～10份苯氧乙醇、4～10份羟甲基纤维素和2～5份氯化钠加入20～30份水中，溶解后加入1～2份污泥颗粒，浸泡1-3小时，浸泡温度为30-50℃，干燥;
(3)将处理后的污泥颗粒放入热解炉中，通入氮气作为保护气体，升温至800～850℃，炭化热解15～90min;
(4)将含有产物的盐酸溶液于60～80℃水浴中加热反应1～3min，水洗至中性，干燥，粉碎研磨，过200目筛，得到泥质炭吸附材料。
作为优选，步骤(1)的含水率为5%。
作为优选，步骤(2)中各原料包括：1.2份活化剂、8份苯氧乙醇、6份羟甲基纤维素、3份氯化钠、27份水和1.2份污泥颗粒。
作为优选，所述的活化剂是质量浓度为1～5mol/L的氯化锌。
作为优选，步骤(3)的反应温度为830℃，反应时间为50min。
作为优选，步骤(4)中盐酸溶液的浓度2mol/L。
本发明具有以下有益效果：本发明的泥质炭得率为76～78%，碘吸附值高达640mg/g，说明利用本发明的方法对污泥颗粒进行浸泡处理后，可以提高最终的泥质炭的产出，苯氧乙醇和氧化锌协同增强泥质炭的吸附能力。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细介绍。
实施例1
造纸工业废水污泥制备泥质炭吸附材料的方法，包括以下步骤：
(1)将造纸工业废水污泥浓缩、压榨、干燥至含水率为5%，研磨过200目筛，得到污泥颗粒;
(2)按重量份计，将1.2份质量浓度为3mol/L的氯化锌、8份苯氧乙醇、6份羟甲基纤维素和3份氯化钠加入27份水中，溶解后加入1.2份污泥颗粒，浸泡2小时，浸泡温度为40℃，干燥;
(3)将处理后的污泥颗粒放入热解炉中，通入氮气作为保护气体，升温至830℃，炭化热解50min;
(4)将含有产物的浓度2mol/L的盐酸溶液于70℃水浴中加热反应2min，水洗至中性，干燥，粉碎研磨，过200目筛，得到泥质炭吸附材料。
实施例2
造纸工业废水污泥制备泥质炭吸附材料的方法，包括以下步骤：
(1)将造纸工业废水污泥浓缩、压榨、干燥至含水率为4%，研磨过200目筛，得到污泥颗粒;
(2)按重量份计，将1份质量浓度为1mol/L的氯化锌、6份苯氧乙醇、4份羟甲基纤维素和2份氯化钠加入20份水中，溶解后加入1份污泥颗粒，浸泡1小时，浸泡温度为30℃，干燥;
(3)将处理后的污泥颗粒放入热解炉中，通入氮气作为保护气体，升温至800℃，炭化热解15min;
(4)将含有产物的浓度2mol/L的盐酸溶液于60℃水浴中加热反应1min，水洗至中性，干燥，粉碎研磨，过200目筛，得到泥质炭吸附材料。
实施例3
造纸工业废水污泥制备泥质炭吸附材料的方法，包括以下步骤：
(1)将造纸工业废水污泥浓缩、压榨、干燥至含水率为7%，研磨过200目筛，得到污泥颗粒;
(2)按重量份计，将2份质量浓度为5mol/L的氯化锌、10份苯氧乙醇、10份羟甲基纤维素和5份氯化钠加入30份水中，溶解后加入2份污泥颗粒，浸泡3小时，浸泡温度为50℃，干燥;
(3)将处理后的污泥颗粒放入热解炉中，通入氮气作为保护气体，升温至850℃，炭化热解90min;
(4)将含有产物的浓度2mol/L的盐酸溶液于80℃水浴中加热反应3min，水洗至中性，干燥，粉碎研磨，过200目筛，得到泥质炭吸附材料。
实施例4
造纸工业废水污泥制备泥质炭吸附材料的方法，包括以下步骤：
(1)将造纸工业废水污泥浓缩、压榨、干燥至含水率为5%，研磨过200目筛，得到污泥颗粒;
(2)按重量份计，将1份质量浓度为4mol/L的氯化锌、9份苯氧乙醇、8份羟甲基纤维素和4份氯化钠加入26份水中，溶解后加入2份污泥颗粒，浸泡1.5小时，浸泡温度为38℃，干燥;
(3)将处理后的污泥颗粒放入热解炉中，通入氮气作为保护气体，升温至825℃，炭化热解50min;
(4)将含有产物的浓度2mol/L的盐酸溶液于74℃水浴中加热反应1.min，水洗至中性，干燥，粉碎研磨，过200目筛，得到泥质炭吸附材料。
对照例1
与实施例1的区别在于：步骤(2)中不加苯氧乙醇。
造纸工业废水污泥制备泥质炭吸附材料的方法，包括以下步骤：
(1)将造纸工业废水污泥浓缩、压榨、干燥至含水率为5%，研磨过200目筛，得到污泥颗粒;
(2)按重量份计，将1.2份质量浓度为3mol/L的氯化锌、6份羟甲基纤维素和3份氯化钠加入27份水中，溶解后加入1.2份污泥颗粒，浸泡2小时，浸泡温度为40℃，干燥;
(3)将处理后的污泥颗粒放入热解炉中，通入氮气作为保护气体，升温至830℃，炭化热解50min;
(4)将含有产物的浓度2mol/L的盐酸溶液于70℃水浴中加热反应2min，水洗至中性，干燥，粉碎研磨，过200目筛，得到泥质炭吸附材料。
对照例2
与实施例2的区别在于：步骤(2)中不加氯化锌。
造纸工业废水污泥制备泥质炭吸附材料的方法，包括以下步骤：
(1)将造纸工业废水污泥浓缩、压榨、干燥至含水率为4%，研磨过200目筛，得到污泥颗粒;
(2)按重量份计，将6份苯氧乙醇、4份羟甲基纤维素和2份氯化钠加入20份水中，溶解后加入1份污泥颗粒，浸泡1小时，浸泡温度为30℃，干燥;
(3)将处理后的污泥颗粒放入热解炉中，通入氮气作为保护气体，升温至800℃，炭化热解15min;
(4)将含有产物的浓度2mol/L的盐酸溶液于60℃水浴中加热反应1min，水洗至中性，干燥，粉碎研磨，过200目筛，得到泥质炭吸附材料。
性能测试：
泥质炭得率%碘吸附值mg/g实施例178640实施例277633实施例376635实施例478638对照例157530对照例266467
从表中可以看出，本发明的泥质炭得率为76～78%，碘吸附值高达640mg/g，说明利用本发明的方法对污泥颗粒进行浸泡处理后，可以提高最终的泥质炭的产出，苯氧乙醇和氧化锌协同增强泥质炭的吸附能力。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方案，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。