申请日2016.12.05
公开(公告)日2017.03.22
IPC分类号C10L3/10; C02F11/00
摘要
本发明公开了一种利用污泥制备填埋气净化剂的方法，所述的原料为污泥，其烘干各成分重量含量：碳30～50%;铁4～12%;钙8～15%;其制备步骤如下：(1).将干燥后的污泥进行研磨，得到污泥粉末;(2).将污泥粉末氨水溶液充分混合后加入反应釜水热，过滤干燥后得到填埋气净化剂。本发明的方法生产原料低廉，操作简便，一方面实现了污泥资源化利用，另一方面降低了填埋气净化成本;采用本发明制备的填埋气净化剂表面酸性官能团丰富，且性能可调控，能够去除填埋气中各种有害成分，同时，根据填埋气运行流速和净化剂填料量控制反应空速，提高填埋气净化效果。
权利要求书
1.一种利用污泥制备填埋气净化剂的方法，其特征在于：所述的原料为污泥，其烘干后的成份：碳的重量含量为30～50%;铁(Fe)的重量含量为4～12%;钙(Ca) 重量含量为8～15%;制备步骤如下：
(1).将干燥后的污泥放入研磨机研磨，过100目筛，得到污泥粉末;
(2).将上述的污泥粉末和浓度为15～20%的氨水溶液按固液比为1:4进行混合，充分搅拌均匀，放到高压反应釜进行活化反应，加热至150～350oC，恒温4～8h，使污泥中炭质分解重排，将活化后的污泥从反应釜中取出，过滤干燥后，得到填埋气净化剂，其表面形成微孔的孔体积占20～30%，介孔的孔体积占50～70%，大孔的孔体积占10～20%的多孔骨架，并形成羧基。
说明书
一种利用污泥制备填埋气净化剂的方法
技术领域
本发明涉及一种利用污泥制备填埋气净化剂的方法，属废弃物资源化利用及环境净化技术领域。
技术背景
污泥是污水处理厂中常见的固体废弃物，含有多种有机物和重金属，若无序排放，可通过大气、地下水、地表水和土壤等进入食物链，影响人类健康，目前的处理过程中，污泥因数量巨大和成分复杂而成为处理难点，主要采用填埋的方式进行处理。
在综合填埋场中，垃圾在降解中会产生大量的废气，即填埋气，其主要成分是甲烷(50～70%)，具有热值高，着火点高的优势，可作为可再生资源利用，然而填埋气中二氧化碳、硫化氢、氨气和卤化物等气体，在降低填埋气热值的同时危害着人类健康，影响了填埋气的利用过程。现有的净化处理方法耗资高，成本高，急需一种经济高效的处理手段。
本发明利用需要填埋处理的污泥来制备高效净化剂，为污泥处理和填埋气净化问题提供新的解决方式。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用污泥制备填埋气净化剂的方法，该方法制备的填埋气净化剂，其表面酸性官能团含量可达3.5～5.5mmol/g，碱性官能团达0.8～2.2mmol /g ，实现了污泥的资源化利用。
本发明一种利用污泥制备填埋气净化剂的方法，其特征在于：所述的原料为污泥，其烘干后的成份：碳的重量含量为30～50%;铁(Fe)的重量含量为4～12%;钙(Ca) 重量含量为8～15%，其制备步骤如下：
(1). 将干燥后的污泥放入研磨机研磨，过100目筛，得到污泥粉末;
(2). 将上述污泥粉末和浓度为15～20%的氨水溶液按固液比为1:4进行混合，充分搅拌均匀，放到高压反应釜进行活化反应，加热至150～350oC，恒温4～8h，使污泥中炭质分解重排，将活化后的污泥从反应釜中取出，过滤干燥后，得到填埋气净化剂，其表面形成微孔的孔体积占20～30% ， 介孔的孔体积占50～70% ，大孔的孔体积占10～20%的多孔骨架，并形成羧基。
其表面酸性官能团含量可达3.5～5.5mmol/g，碱性官能团达0.8～2.2mmol/g ，
本发明与现有技术相比，具有如下主要优点：
本发明的方法生产原料低廉，操作简便，一方面实现了污泥资源化利用，另一方面降低了填埋气净化成本;采用本发明制备的填埋气净化剂，其表面酸性官能团可达3.5～5.5mmol/g，碱性官能团达0.8～2.2mmol/g，表面性能可调控，能去除填埋气中各种有害成分;同时，根据填埋气运行流速和净化剂填料量控制反应空速，提高填埋气净化效果。
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说明。
实施例1
一种利用污泥制备填埋气净化剂的方法，所述的污泥原料干燥后，其碳的重量含量为32%;铁的重量含量为8%;钙重量含量为8%，具体制备步骤如下：
(1). 将干燥后的污泥放入研磨机研磨，过100目筛，得到污泥粉末。
(2). 将上述5g的污泥粉末和20ml的15%的氨水溶液进行混合，充分搅拌后放到高压反应釜进行活化反应，加热至150oC，恒温4h，从反应釜中取出，过滤干燥后，得到填埋气净化剂，该净化剂表面形成微孔的孔体积占20% ， 介孔的孔体积占70%，大孔的孔体积占10%;酸性官能团含量为4.2mmol/g，表面碱性官能团为1.1mmol /g 。
为了进一步验证本发明的方法对填埋气净化剂效果，采用上述填埋气净化剂对CH4含量为64%，CO2为30%的填埋气进行净化测定，称取0.25g的净化剂填入到反应管中，加热至100oC，以100ml /min的流速通入上述填埋气，其尾气通过气相色谱-质谱联用仪进行测试，测试结果表明，经填埋气净化剂净化的尾气中的CO2浓度为11%，H2S、NH3浓度小于0.01ppm，实现了对填埋气净化。
在测试中，控制反应空速在1000～10000 h-1时，填埋气的运行流速及净化剂的填料量(反应空速=气体流量/填料体积)可根据此反应空速决定，温度控制在100oC以下，反应后20～30%的CO2、0.1～1%的H2S、和0.1～1%的NH3等有害气体将大大较少，甲烷浓度得到提高。