申请日2011.03.04
公开(公告)日2011.06.29
IPC分类号C02F11/00; C01B31/12
摘要
本发明涉及一种化工污泥添加果壳制备活性炭的工艺。以化工行业污水处理产生的剩余污泥为原料，污泥经干燥后，加入果壳，研磨后加入活化剂。干燥，在惰性气体保护下碳化活化。最后经冷却、洗涤、干燥，制得污泥基活性炭。本发明以化工行业污水处理产生的大量剩余污泥为原料制备，减少了化工行业剩余污泥的排放量，降低了活性炭吸附剂的制备成本，具有显著的环境效益和经济效益。所制备的活性炭其重金属的浓度低于国标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;同时，在高温热解条件下，污泥中的有机物可得到完全矿化。采用本发明制备的活性炭，可用于废水处理、废气吸收等领域，市场前景广阔。
翻译权利要求书
1.一种化工污泥添加果壳制备活性炭的工艺，其具体步骤如下：
(1)、将带式压滤脱水后的化工污泥干燥后，得到干化污泥;
(2)、向干化污泥中加入干果壳得混合物料，再研磨;
(3)、加入活化液，在50～100℃的温度下浸渍活化，活化时间为2～10h，边活化边搅拌;然后干燥;
(4)、以惰性气体作为保护气，在600～900℃热解0.5～5h;
(5)、冷却、洗涤、干燥，制得污泥活性炭。
2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于步骤(1)和(3)中的干燥温度为105～120℃，干燥时间为4～24h。
3.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于所述的干果壳至少为椰壳、杏核或核桃壳中的一种;其中每公斤干化污泥中，干果壳的添加量为：5～30g;混合物料研磨后的平均粒径为0.15～1mm。
4.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于所述的活化液至少为氯化锌、氢氧化钾或硫化钾水溶液中的一种;其中活化液的浓度为1～5mol/L;以每公斤干化污泥计，活化液的加入量为0.5～2L。
5.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于加入活化液后的搅拌速率为100～200r/min。
6.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于所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/min。
7.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于所述的热解过程中的升温速率为10～20℃/min。
8.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于所述的洗涤过程为先用0.8～1.5mol/L盐酸溶液洗涤，干燥;再经水洗，干燥，制得污泥活性炭。
说明书
一种化工污泥添加果壳制备活性炭的工艺
技术领域
本发明涉及一种工业固体废弃物的资源化处置，尤其涉及一种化工污泥添加果壳制备活性炭的工艺。
背景技术
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，污泥的含水率高达95%以上，污泥经带式压滤后，含水率降至70～85%，因其含有各种有机毒物及重金属。按照我国最新颁布的《国家危险废物名录》规定，化工、医药和农药等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，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，因此，如何更有效地处置城市污泥，将城市污泥变废为宝是环保领域迫切需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，而提供了一种化工污泥添加果壳制备活性炭的工艺，以简便的方式对污泥进行炭化活化处理，得到的炭化活化材料可以替代活性炭使用，实现污泥资源化利用。
本发明的技术方案为：一种化工污泥添加果壳制备活性炭的工艺，其具体步骤如下：
(1)、将带式压滤脱水后的化工污泥干燥后，得到干化污泥;
(2)、向干化污泥中加入干果壳得到混合物料，再研磨;
(3)、加入活化液，在50～100℃的温度下浸渍活化，活化时间为2～10h，边活化边搅拌;然后干燥;
(4)、以惰性气体作为保护气，在600～900℃热解0.5～5h;
(5)、冷却、洗涤、干燥，制得污泥活性炭。
优选步骤(1)和(3)中的干燥温度为105～120℃，干燥时间为4～24h。步骤(5)中的干燥过程选择常规方法干燥。
优选所述的干果壳至少为椰壳、杏核或核桃壳中的一种;其中每公斤干化污泥中，干果壳的添加量为5～30g;混合物料研磨后的平均粒径为0.15～1mm。
优选所述的活化液至少为氯化锌、氢氧化钾或硫化钾水溶液中的一种;其中活化液的浓度为1～5mol/L;以每公斤干化污泥计，活化液的加入量为0.5～2L。
优选加入活化液后的搅拌速率为100～200r/min。
优选所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/min。
优选所述的热解过程中的升温速率为10～20℃/min。
优选所述的洗涤过程为先用0.8～1.5mol/L盐酸溶液洗涤，干燥;再经水洗，干燥，制得污泥活性炭。
本发明以化工脱水污泥为原料制备活性炭，突破了传统的以煤、木材制备活性炭和以生活污水的剩余污泥制备活性炭的工艺。
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、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。在高温热解条件下，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。