申请日2015.05.21
公开(公告)日2015.09.09
IPC分类号B01J20/30; B01J20/26
摘要
本发明公开了一种改性污泥复合吸附剂，其特征在于，由以下重量份的原料制成：污泥100-150、玉米秸秆13-17、花生壳15-24、锰矿石粉10-15、氯化锌30-50、硅酸镁13-16、二氧化硅5-8、聚乙烯醇3-5、聚丙烯酰胺3-5、芬多精精油2-4、电气石粉6-7、硼砂4-6、活性矾土6-8、蒸馏水适量;本发明添加的芬多精精油、电气石粉、硼砂和活性矾土和淤泥活性炭相互作用，增强了活性炭的吸附性、杀菌特性，无毒无污染，对人体的健康无害，用于水质净化时效果好，有益身体健康，本发明的吸附剂无毒、环保，制备工艺简单，材料来源广泛，化学稳定性好，机械性能高，值得推广。
权利要求书
1.一种改性污泥复合吸附剂，其特征在于，由以下重量份的原料制成：污泥100-150、玉米秸秆13-17、花生壳15-24、锰矿石粉10-15、氯化锌30-50、硅酸镁13-16、二氧化硅5-8、聚乙烯醇3-5、聚丙烯酰胺3-5、芬多精精油2-4、电气石粉6-7、硼砂4-6、活性矾土6-8、蒸馏水适量。
2.根据权利要求1所述一种改性污泥复合吸附剂，其特征在于，由以下具体步骤制成：
(1)将污水处理厂的污泥于自然条件下风干，之后于烘箱中110°C下干燥18-20h，冷却后研磨成粒径为1-3mm的污泥颗粒待用;
(2)将玉米秸秆、花生壳置于烘箱中于80°C下烘干至恒重，冷却后粉碎大小成1-5mm待用;
(3)将步骤(1)和步骤(2)中的物料混合后置于管式炉中于400-600°C下热解炭化1h待用;
(4)将氯化锌、硅酸镁和二氧化硅混合均匀，加入适量的蒸馏水将氯化锌配制成4mol/l的浓度，超声分散10-20min后和步骤(3)的产物浸泡12h;
(5)将步骤(4)得到的浸渍产物转移至烘箱中于110°C下干燥10-12h;
(6)将步骤(5)得到的干燥产物和锰矿石粉放入马弗炉中，通入氮气作为保护气氛，以10-20°C/min速度升温，升高至400-750°C时，恒温保持50-150min，随炉冷却后粉碎备用;
(7)将芬多精精油、电气石粉、硼砂、活性矾土和步骤(6)所得的物料混合均匀，加入聚乙烯醇水溶液搅拌成湿态混合物，然后加到圆盘造粒机中制成小球，经筛分后选出粒径大小在5-15mm范围，然后在200-250°C下煅烧0.5-1h;
(8)将聚丙烯酰胺加到5-7倍的蒸馏水中，搅拌均匀后将步骤(7)得到的产物加入其中，超声分散1-2h后用蒸馏水清洗至PH呈中性烘干即可。
说明书
一种改性污泥复合吸附剂
技术领域
本发明涉及吸附剂领域，具体的是一种改性污泥复合吸附剂及其制备方法。
背景技术
随着城市化进程的加快、城市人口的增加以及环保意识的加强，城市工业废水与生活污水的排放量日益增多，城市污水处理率也逐年提高，污水厂的污泥产生率也急剧增加。污水处理厂的污泥含水率高，有大量的有机物、有毒有害物质等的具有复杂流变性的半干性固体废物，它容量大、易腐败、不稳定、有恶臭，如不妥善处理，将带来严重的环境污染。活性炭是多孔吸附材料，具有丰富的孔隙结构、较高的比表面积以及很强的吸附能力。近年来广泛应用于净化空气、除臭、脱色、污水处理等，需求量增加。活性炭的原材料主要是煤和木材等含碳材料，成本较高，污泥中含有大量的有机物，具有被加工成含碳吸附剂的客观条件，利用污泥热解法制备活性炭活性炭，不仅能获得廉价的活性炭，将污泥中可溶性重金属转化成难溶物固定在活性炭中，从而减少对环境的污染，还可以将污泥活性炭运用于污水处理、空调净化、脱色、有毒有害物质等处理。
活性炭是一种多孔性的含碳物质，其高度发达的孔隙结构使它具有庞大的表面积，所以很容易与空气中的有毒有害气体充分接触，这种高度发达的孔隙结构构成了一个强大吸附力场，赋予了活性炭特有的吸附性能，从而达到吸附、净化的作用。目前市场上主要有化学类、生物类、光触媒类产品，这些产品价格昂贵，具有一定使用条件的限制，而活性炭类具有价格实惠、使用方便，无污染，无副作用，使用效果理想等优点，但是普通的活性炭吸附剂容易饱和，易落粉散落，使用时间不长，且分离不易，吸附效率低等方面的缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改性污泥复合吸附剂及其制备方法。
为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：
一种改性污泥复合吸附剂，由下列重量份的原料制成：污泥100-150、玉米秸秆13-17、花生壳15-24、锰矿石粉10-15、氯化锌30-50、硅酸镁13-16、二氧化硅5-8、聚乙烯醇3-5、聚丙烯酰胺3-5、芬多精精油2-4、电气石粉6-7、硼砂4-6、活性矾土6-8、蒸馏水适量;
本发明所述一种改性污泥复合吸附剂，由以下具体步骤制成：
(1)将污水处理厂的污泥于自然条件下风干，之后于烘箱中110°C下干燥18-20h，冷却后研磨成粒径为1-3mm的污泥颗粒待用;
(2)将玉米秸秆、花生壳置于烘箱中于80°C下烘干至恒重，冷却后粉碎大小成1-5mm待用;
(3)将步骤(1)和步骤(2)中的物料混合后置于管式炉中于400-600°C下热解炭化1h待用;
(4)将氯化锌、硅酸镁和二氧化硅混合均匀，加入适量的蒸馏水将氯化锌配制成4mol/l的浓度，超声分散10-20min后和步骤(3)的产物浸泡12h;
(5)将步骤(4)得到的浸渍产物转移至烘箱中于110°C下干燥10-12h;
(6)将步骤(5)得到的干燥产物和锰矿石粉放入马弗炉中，通入氮气作为保护气氛，以10-20°C/min速度升温，升高至400-750°C时，恒温保持50-150min，随炉冷却后粉碎备用;
(7)将芬多精精油、电气石粉、硼砂、活性矾土和步骤(6)所得的物料混合均匀，加入聚乙烯醇水溶液搅拌成湿态混合物，然后加到圆盘造粒机中制成小球，经筛分后选出粒径大小在5-15mm范围，然后在200-250°C下煅烧0.5-1h;
(8)将聚丙烯酰胺加到5-7倍的蒸馏水中，搅拌均匀后将步骤(7)得到的产物加入其中，超声分散1-2h后用蒸馏水清洗至PH呈中性烘干即可。
本发明的优点是：本发明在污泥中添加的玉米秸秆和花生壳增加了污泥的含碳量，提高了污泥的吸附性，将氯化锌用二氧化硅和硅酸镁改性后活化活性炭，增加了污泥活性炭的孔径数量，提高了吸附性能和杀菌性，利用锰矿石粉在高温煅烧时形成骨架使污泥活性炭不易掉粉、耐磨，并且利用聚丙烯酰胺改性增强了吸附剂的吸附性能，扩大了吸附范围，对水质的净化有显著的作用，添加的芬多精精油、电气石粉、硼砂和活性矾土和淤泥活性炭相互作用，增强了活性炭的吸附性、杀菌特性，无毒无污染，对人体的健康无害，用于水质净化时效果好，有益身体健康，本发明的吸附剂无毒、环保，制备工艺简单，材料来源广泛，化学稳定性好，机械性能高，值得推广。
具体实施方式
下面通过具体实例对本发明进行详细说明。
一种改性污泥复合吸附剂，由下列重量份(公斤)的原料制成：污泥135、玉米秸秆15、花生壳18、锰矿石粉13、氯化锌42、硅酸镁14、二氧化硅7、聚乙烯醇4、聚丙烯酰胺4、芬多精精油3、电气石粉6、硼砂5、活性矾土7、蒸馏水适量;
本发明所述一种改性污泥复合吸附剂，由以下具体步骤制成：
(1)将污水处理厂的污泥于自然条件下风干，之后于烘箱中110°C下干燥18h，冷却后研磨成粒径为1-3mm的污泥颗粒待用;
(2)将玉米秸秆、花生壳置于烘箱中于80°C下烘干至恒重，冷却后粉碎大小成1-5mm待用;
(3)将步骤(1)和步骤(2)中的物料混合后置于管式炉中于400°C下热解炭化1h待用;
(4)将氯化锌、硅酸镁和二氧化硅混合均匀，加入适量的蒸馏水将氯化锌配制成4mol/l的浓度，超声分散20min后和步骤(3)的产物浸泡12h;
(5)将步骤(4)得到的浸渍产物转移至烘箱中于110°C下干燥12h;
(6)将步骤(5)得到的干燥产物和锰矿石粉放入马弗炉中，通入氮气作为保护气氛，以10-20°C/min速度升温，升高至700°C时，恒温保持100min，随炉冷却后粉碎备用;
(7)将芬多精精油、电气石粉、硼砂、活性矾土和步骤(6)所得的物料混合均匀，加入聚乙烯醇水溶液搅拌成湿态混合物，然后加到圆盘造粒机中制成小球，经筛分后选出粒径大小在5-15mm范围，然后在200°C下煅烧1h;
(8)将聚丙烯酰胺加到7倍的蒸馏水中，搅拌均匀后将步骤(7)得到的产物加入其中，超声分散2h后用蒸馏水清洗至PH呈中性烘干即可。
经测定，具体实施例中制备的活性炭吸附剂的性能指标如下：
落粉率(%)：1;
抗压强度(N/颗)：25;
磨损率(%)：0.7;
碘吸附(mg/g)：1200;
静态水吸附量(%)：18.5。