申请日2018.12.13
公开(公告)日2019.03.22
IPC分类号B09B3/00
摘要
本发明涉及一种剩余污泥改良的废弃轮胎资源化材料的制备方法，由以下步骤得到：将废弃轮胎研磨成小颗粒，将废弃轮胎颗粒进行无氧高温热解形成热解炭;将热解炭通过清洗去除灰分、S等物质;将剩余污泥与热解炭进行超声混合;向混合物中添加粘结剂后继续进行超声混合;从混合物中取出粘附有剩余污泥的热解炭再次进行无氧高温热解，最终形成剩余污泥改良的废弃轮胎资源化材料。本发明制备的剩余污泥改良的废弃轮胎资源化材料，具有生物相容性优良、亲水性强等特点，可以用作生物挂膜载体、吸附材料、电极材料等，在工业生产中具有非常大的应用价值。
权利要求书
1.一种剩余污泥改良的废弃轮胎资源化材料的制备方法，其具体步骤如下：
(1)取一定量废弃橡胶轮胎，将其研磨成小颗粒;
(2)将研磨好的轮胎颗粒进行无氧高温热解形成热解炭;
(3)将热解炭清洗;
(4)取一定量剩余污泥，将剩余污泥与热解炭进行超声混合得混合物;
(5)向混合物中添加粘结剂，再次进行超声混合;
(6)再次进行无氧高温热解，最终制成剩余污泥改良的废弃轮胎资源化材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：废弃橡胶轮胎颗粒的粒径为1mm-1cm。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中轮胎颗粒进行无氧高温热解所用气体为N2或Ar;温度范围为300-1000℃，热解时间为1-10h。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(4)中所述的超声频率为40-100Hz，混合时间为1-10h。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(4)中剩余污泥的浓度为0.1g/L-10g/L，剩余污泥的添加量为轮胎质量的1-10倍。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(5)中所述的粘结剂为甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟甲基纤维素、羧甲基纤维素、聚氧乙烯或聚乙烯醇。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(5)中粘结剂的浓度为0.01g/L-1g/L;粘结剂的添加量为轮胎质量的2-15倍。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(5)中的超声频率为50-100Hz，混合时间为1-24h。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(6)中无氧高温热解的温度范围为400-1000℃，热解时间为2-10h。
10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所制备出的剩余污泥改良的废弃轮胎资源化材料，应用范围有生物挂膜载体、电极材料或吸附材料。
说明书
一种剩余污泥改良的废弃轮胎资源化材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种剩余污泥改良的废弃轮胎资源化材料的制备方法，属新材料领域。
背景技术
近年来，各类机动车辆及运输工具的需求量大幅增加，随之而来的是废轮胎数量急剧增长。而大部分废轮胎都被堆放在填埋场内，这已成为极具潜在危害的废物处理问题之一。目前，通过热解技术将废轮胎资源化已成为研究热点。热解炭是废轮胎热解的主要产物，含炭量高，但由于原料的限制，废轮胎橡胶热解炭中含有大量灰分、无机杂质等，降低了其表面极性，影响其生物相容性，限制了废轮胎橡胶热解炭在农业、生物、环境等领域的应用。因此，如何改善热解炭的性能，提高其应用价值，成为废轮胎资源回收综合利用的重要环节。
除了废轮胎造成的废物处理问题外，剩余污泥的合理处置更是急需解决的环境问题。目前，污泥处置主要依靠填埋、焚烧和堆肥，而随着环保意识的加强，污泥的传统填埋、土地利用和焚烧等方法受到越来越多的限制，若不能妥善处理，将会引起更严重的二次污染。因此，寻找污泥资源化利用新技术受到越来越多的关注。剩余污泥中含有大量微生物、生物残骸以及有机物、N、P等营养元素，因此将剩余污泥无氧炭化形成生物质炭不仅能有效解决其处理处置问题，还将其资源化，实现了二次利用。而具有良好生物相容性的生物质炭作为一种多功能材料，在农业领域、生物领域、环境领域都有广泛的应用。
发明内容
本发明的目的是为了改进现有技术的不足而提供一种剩余污泥改良的废弃轮胎资源化材料的制备方法，在实现废物资源化的基础上，将废轮胎热解炭与剩余污泥生物质炭进行了有机结合，拓宽了废轮胎热解炭的应用范围。
本发明所采用的技术方案是：一种剩余污泥改良的废弃轮胎资源化材料的制备方法，其具体步骤如下：
(1)取一定量废弃橡胶轮胎，将其研磨成小颗粒;
(2)将研磨好的轮胎颗粒进行无氧高温热解形成热解炭;
(3)将热解炭清洗去除灰分、S等物质;
(4)取一定量剩余污泥，将剩余污泥与热解炭进行超声混合得混合物;
(5)向混合物中添加粘结剂，再次进行超声混合;
(6)再次进行无氧高温热解，最终制成剩余污泥改良的废弃轮胎资源化材料。
优选废弃橡胶轮胎颗粒的粒径为1mm-1cm。优选步骤(2)中轮胎颗粒进行无氧高温热解所用气体为N2或Ar等惰性气体;温度范围为300-1000℃，热解时间为1-10h。
优选步骤(4)中所述的超声频率为40-100Hz，混合时间为1-10h。
优选步骤(4)中剩余污泥的浓度为0.1g/L-10g/L，剩余污泥的添加量为轮胎质量的1-10倍。
优选步骤(5)中所述的粘结剂为甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟甲基纤维素、羧甲基纤维素、聚氧乙烯或聚乙烯醇等。
优选步骤(5)中粘结剂的浓度为0.01g/L-1g/L;粘结剂的添加量为轮胎质量的2-15倍。
优选步骤(5)中的超声频率为50-100Hz，混合时间为1-24h。
优选步骤(6)中无氧高温热解的温度范围为400-1000℃，热解时间为2-10h。
更进一步地，所制备出的剩余污泥改良的废弃轮胎资源化材料，应用范围有生物挂膜载体、电极材料或吸附材料等。
有益效果：
上述技术方案的有益效果在于：基于“废废改良-取长补短”原则，将废轮胎热解炭与剩余污泥生物质炭有机结合，利用剩余污泥生物质炭良好的生物相容性改善废弃轮胎热解炭的不足，不仅解决了废弃物的合理处置问题，更是制备出了具有生物相容性好、亲水性强等优点的新型轮胎热解炭-剩余污泥生物质炭的炭-炭复合材料，能够作为生物挂膜载体、电极材料和吸附材料，拓宽了废弃轮胎热解炭的应用范围。