申请日2005.07.29
公开(公告)日2008.12.24
IPC分类号C02F11/12; B09B3/00; B01J20/00; C02F11/10
摘要
本发明公开了一种用于污水处理的污泥吸附剂制备方法，它是采用氯化锌与硫酸的复配活化剂代替单一氯化锌作为浸渍溶液，通过低温热解的化学活化法制备吸附剂。该制备方法不但发挥了复配活化剂的协同活化作用，提高了吸附剂的吸附性能，还显著降低了固液浸渍比例，以复配活化剂代替价格较贵的单一氯化锌，使制备成本得到降低。并对热解过程尾气进行处理，减少了环境污染，具有一定的应用价值。
权利要求书
1、一种用于污水处理的污泥吸附剂制备方法，其特征在于它是按照以下步骤制 成：
第一步，干燥脱水，将污泥在103℃下干燥24h，得到含水率低于10%的干污泥;
第二步，浸渍、干燥，取干污泥30g按质量比1∶2.5加入氯化锌与硫酸复配的 活化剂溶液，氯化锌与硫酸的复配体积比为1∶1或2∶1，浓度均为5mol/L，室温静 止放置24h，除去悬浮液体，在103℃下干燥3h;
第三步，热解及冷却，将第二步产物在流量为70mL/min的氮气保护下，于550 ℃下热解2h，加热速率控制10℃·min-1;
第四步，漂洗，采用沥滤法回收氯化锌，即将第三步得到的热解产物放入布式漏 斗中，分次加入稀氯化锌溶液，其间轻微搅拌，洗涤下来的浓氯化锌溶液加热浓缩后， 用于配制活化剂溶液，过滤后的产物先用3mol/L盐酸溶液500mL及70℃去离子水反 复洗涤，使尾水pH值为4～5为止;
第五步，干燥、研磨筛分，将第四步产物在103℃下干燥24h，使该产物含水率 低于10%，根据要求进行研磨并筛分，即得到不同粒径的成品吸附剂。
2、根据权利要求1所述用于污水处理的污泥吸附剂制备方法，其特征在于在第 三步热解过程中产生的尾气利用质量浓度为10%的氢氧化钠溶液进行吸收处理。
说明书
一种用于污水处理的污泥吸附剂制备方法
一、技术领域
本发明涉及一种吸附剂的制备方法，特别是一种利用污水厂生化活性污泥及剩余 污泥为原料制作用于污水处理的吸附剂制备方法。
二、背景技术
城市和工业废水目前大多采用生化污泥法进行处理，处理同时还会产生大量的剩 余污泥，剩余污泥中含有有机物、丰富的氮磷、重金属及病原菌等，处理不当将对环 境造成很大的污染。现有技术中有以城市和石化污水厂生化活性污泥及剩余污泥为原 料、利用化学活化法制备吸附剂，并用于城市和工业污水辅助处理的报道，这种吸附 剂吸附性能较好，对污水的有机物、总磷、重金属、色度的处理有良好效果，有关用 于污水处理的污泥吸附剂制备方法，国内外已有报道，如文献1：“有机污泥改制含碳 吸附剂工艺及应用”环境科学，1999年20卷第6期，p56，公开了一种用于污水处理 的污泥吸附剂制备方法，它是将一定量的污泥干燥5h左右，与质量浓度为42%的氯化 锌溶液按质量比1∶3.5浸渍，干燥20～30min，于500℃活化40min，洗涤数次，同时 回收氯化锌溶液，放入干燥箱于105～115℃干燥即成为含碳吸附剂，其碘吸附值为 512mg/g。该种含碳吸附剂对含电泳漆废水进行处理时，在吸附剂质量浓度为4%，温 度25℃的吸附条件下，COD平衡吸附容量为304.2mg/L，吸附平衡时间为45min。文 献2“Physical and chemical properties study of the activated carbon made from sewage sludge”，Waste Management，22，2002，p755，公开的用于污水处理的污泥吸附剂制 备方法是：将污泥于103℃下干燥24～36小时，研磨过筛，取粒径为0.5～2.0mm颗粒 10g，按质量比1∶2.5浸渍于5mol/L氯化锌溶液中，室温放置24h后，在103℃下干 燥24h，在流量为400mL/min的氮气保护下，于500℃下热解2h，加热速率控制15℃ /min，之后用3mol/L盐酸和去离子水洗涤，再于103℃下干燥24h，得到污泥吸附剂。 该方法制得的吸附剂对含苯酚及四氯化碳废水进行处理时，在苯酚浓度 100～2000mg/L，吸附剂质量浓度为0.5%，温度25℃的吸附条件下：平衡吸附容量为 55mg/g，吸附平衡时间为4h;在四氯化碳浓度5～80mg/L，吸附剂质量浓度为0.5%， 温度25℃的吸附条件下：平衡吸附容量为15mg/g，吸附平衡时间为4h。上述现有制备 方法存在的缺陷是：两种方法均是采用干污泥在单一的氯化锌活化剂溶液中浸渍的化 学活化法，且浸渍比例较高，而氯化锌的价格较贵，从而使该方法的制备成本较高， 制备的污泥吸附剂吸附效率较低，同时该方法对热解过程中产生的尾气未进行处理， 会再次造成环境污染。
三、发明内容
本发明的目的在于提供一种吸附性能更好、制备成本低、同时对热解尾气进行处 理的用于污水处理的污泥吸附剂制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的，一种用于污水处理的污泥吸附剂制 备方法，其特征在于它是按照以下步骤制成：
第一步，干燥脱水，将污泥在103℃下干燥24h，得到含水率低于10%的干污泥;
第二步，浸渍、干燥，取干污泥30g按质量比1∶2.5加入氯化锌与硫酸复配的活 化剂溶液，复配体积比为1∶1或2∶1，氯化锌与硫酸浓度均为5mol/L，室温静止放 置24h后，除去悬浮液体，在103℃下干燥3h;
第三步，热解及冷却，在流量为70mL/min的氮气保护下，于550℃下热解2h，加 热速率控制10℃·min-1;
第四步，漂洗，采用沥滤法回收氯化锌，即将第三步得到的热解产物放入布式漏 斗中，分次加入稀氯化锌溶液，其间轻微搅拌，洗涤下来的浓氯化锌溶液加热浓缩后， 用于配制活化剂溶液，过滤后的产物先用3mol/L盐酸溶液500mL及70℃去离子水反 复洗涤，使尾水pH值为4～5为止;
第五步，干燥、研磨筛分，在103℃下烘24h，得到含水率低于10%的产物，根据 要求进行研磨并筛分，即得到不同粒径的成品吸附剂。
上述制备方法在热解过程中产生的尾气可利用质量浓度为10%的氢氧化钠溶液进 行吸收处理。
本发明的原理是利用复配活化剂的化学活化法制备污泥吸附剂，通过化学药剂脱 水、缩合、润涨等作用使污泥中的含炭化合物缩合成不挥发的缩聚炭，从而制备多孔 结构发达的吸附剂。由于氯化锌有较强的脱水作用，能使污泥原料中的氢、氧以水的 形态分解脱离出来，这不仅改变了通常的热解反应过程，而且也显著地降低了活化温 度。复配活化剂发挥了化学药剂的协同作用，促进了化学药剂对污泥的侵蚀、溶解， 使含炭化合物得以充分溶解而形成孔隙，生成更加发达的过渡孔隙结构，吸附性能较 单一活化剂有了较大的增长。
本发明与现有技术相比，其显著优点是：1、采用氯化锌与硫酸复配的活化剂为浸 渍溶液，发挥了复配活化剂的协同活化作用，提高了吸附剂的吸附性能;2、降低了制 备成本。以复配活化剂代替价格较贵的单一氯化锌，同时降低了固液浸渍比例，使制 备成本得到降低;3、对热解过程尾气进行处理，减少了环境污染。