一种节能型污泥基吸附剂制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种吸附剂制备方法。
【背景技术】
[0002]污泥治理是目前工程领域面临的挑战性课题之一。随着污泥产量的急剧增加和城市化进程的推进，污泥处理要遵循更加严格的环境标准和“无害化、减量化、稳定化、资源化”的处理原则。污泥处理的常规方法主要有土地利用、填埋、焚烧等。但均存在一定的缺陷和不足，难以满足日益严格的环保要求。热解法是利用污泥中有机物的热不稳定性，在无氧或缺氧条件下对其加热干馏，使有机物产生热裂解，经冷凝后产生利用价值较高的合成气、生物油及固体残渣，这些产品均有易存储、易运输和使用方便的特点，将成为未来污泥处理的主流。
[0003]现有污泥热解等处理技术，必须经过污泥干化的前处理工艺。而污泥干化耗能巨大。查阅国内外相关资料，迄今为止，在这一工序上尚未有突破性研宄和改进，仍需借助太阳能、电能等干燥装置进行污泥干化。然而，常规污泥干化处理方式除了需要巨大能耗之夕卜，对环境造成诸多污染，如脱水污泥干化过程产生的大量水蒸气和含硫以及小分子有机污染物(臭气)等，导致污泥能源化处理受到不同程度的限制。
[0004]在我国，纺织行业废水排放量占废水总排放量的第6位，其中印染废水则占全国纺织废水排放量的80%。通过湿污泥热解产生的残渣，可作为吸附剂，有望应用在纺织行业的废水净化处理，使用前景巨大。
【发明内容】
[0005]为了克服已有污泥处理方式的能耗较大、环保性较差的不足，本发明提供一种有效降低能耗、提升环保性能的节能型污泥基吸附剂制备方法。
[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0007]一种节能型污泥基吸附剂制备方法，所述制备方法包括以下步骤:
[0008]第一步，将掺混活化剂FeCl^含水率60?90%剩余湿污泥置于外热式管式炉热解反应器加热区，其中，活化剂FeClJP含水率60?90%湿污泥样品的质量份数比为:1:(10 ?20)；
[0009]在氮气氛围下进行热解反应:升温速率70?80°C/min、热解温度550°C?560°C、停留10?15分钟、氮气吹送速率25?30ml/min ;待反应结束关闭管式炉和氮气瓶开关，冷却后得到污泥热解残渣；
[0010]第二步，收集污泥热解残渣进行研磨，过50?70目筛，得到污泥残渣颗粒；
[0011]第三步，将污泥残渣颗粒用蒸馏水洗涤，直至洗涤液呈中性，干燥后即为所制污泥基吸附剂。
[0012]进一步，所述第一步中，掺混活化剂FeClJ^含水率60?90%剩余湿污泥置于石英舟中，将石英舟置于管式炉热解反应器受热中心。
[0013]所述第一步中，用密封胶连接好氮气瓶与石英管接口，以30mL/min速率通入氮气，确保热解氛围并去除污泥表面的空气。
[0014]本发明的有益效果主要表现在:(I)采用湿污泥直接热解，不经干化处理，热解温度较低，属于低温热解，减少污泥干化工序的同时，节省大量能量，更加节能环保；(2)湿污泥直接热解，热解后尾气中的有害物质排放量明显减少，尾气处理利用起来更加简单。(3)利用制备好的污泥基吸附剂去除印染废水中的染料，去除率高达90%以上，吸附净化染料废水效果明显。(4)热解过程中加入活化剂FeC12，湿污泥中结合水在升温过程中可快速转化为水蒸气，水蒸气气化氛围更加明显，极大丰富了污泥基残渣的孔隙结构，中孔和微孔数量显著增加，吸附效果明显增强。
【附图说明】
[0015]图1是节能型污泥基吸附剂制备方法的流程图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本发明作进一步描述。
[0017]参照图1，一种节能型污泥基吸附剂制备方法，所述制备方法包括以下步骤:
[0018]第一步，将掺混活化剂FeClJ^含水率60?90%剩余湿污泥置于外热式管式炉热解反应器加热区，其中，活化剂FeClJP含水率60?90%湿污泥样品的质量份数比为:1:(10 ?20)；
[0019]在氮气氛围下进行热解反应:升温速率70?80°C/min、热解温度550°C?560°C、停留10?15分钟、氮气吹送速率25?30ml/min ;待反应结束关闭管式炉和氮气瓶开关，冷却后得到污泥热解残渣；
[0020]第二步，收集污泥热解残渣进行研磨，过50?70目筛，得到污泥残渣颗粒；
[0021]第三步，将污泥残渣颗粒用蒸馏水洗涤，直至洗涤液呈中性，干燥后即为所制污泥基吸附剂。
[0022]进一步，所述第一步中，掺混活化剂FeClJ^含水率60?90%剩余湿污泥置于石英舟中，将石英舟置于管式炉热解反应器受热中心。
[0023]所述第一步中，用密封胶连接好氮气瓶与石英管接口，以30mL/min速率通入氮气，确保热解氛围并去除污泥表面的空气。
[0024]所述第一步中，湿污泥与FeClJ^匀混合，其中FeCl 2作为活化剂，可使湿污泥中结合水在升温过程中快速转化为水蒸气，可营造水蒸气气化氛围，通过水蒸气与有机组分的热化学反应，丰富热解残渣微孔结构)。
[0025]实例1:一种节能型污泥基吸附剂制备方法，所述制备方法包括以下步骤:
[0026]第一步，将掺混活化剂FeClJ^含水率60%剩余湿污泥置于外热式管式炉热解反应器加热区，其中，活化剂FeCljP含水率60%湿污泥样品的质量份数比为:1:10 ;
[0027]在氮气氛围下进行热解反应:升温速率70°C /min、热解温度550°C、停留10分钟、氮气吹送速率25ml/min;待反应结束关闭管式炉和氮气瓶开关，冷却后得到污泥热解残渣；
[0028]第二步，收集污泥热解残渣进行研磨，过50目筛，得到污泥残渣颗粒；
[0029]第三步，将污泥残渣颗粒用蒸馏水洗涤，直至洗涤液呈中性，干燥后即为所制污泥基吸附剂。
[0030]利用本发明制备方法得到的污泥基吸附剂可用于脱除印染废水中的染料。实施步骤为:称取污泥基吸附剂，置于100mg/l亚甲基蓝和孔雀石绿溶液中，污泥基吸附剂的投放标准为6g/L，混合均勾后固定于全自动翻转式振荡器上，振荡速率60r/min，室温下震荡，经lh、3h、6h、12h、24h、36h后取静置上层液进行吸光度测试，计算去除率。
[0031]实例2:—种节能型污泥基吸附剂制备方法，所述制备方法包括以下步骤:
[0032]第一步，将掺混活化剂FeCld^含水率70%剩余湿污泥置于外热式管式炉热解反应器加热区，其中，活化剂FeCljP含水率70%湿污泥样品的质量份数比为:1:15 ;
[0033]在氮气氛围下进行热解反应:升温速率76°C /min、热解温度555°C、停留12分钟、氮气吹送速率28ml/min;待反应结束关闭管式炉和氮气瓶开关，冷却后得到污泥热解残渣；
[0034]第二步，收集污泥热解残渣进行研磨，过60目筛，得到污泥残渣颗粒；
[0035]第三步，将污泥残渣颗粒用蒸馏水洗涤，直至洗涤液呈中性，干燥后即为所制污泥基吸附剂。
[0036]实例3:—种节能型污泥基吸附剂制备方法，所述制备方法包括以下步骤:
[0037]第一步，将掺混活化剂FeClJ^含水率90%剩余湿污泥置于外热式管式炉热解反应器加热区，其中，活化剂FeCljP含水率90%湿污泥样品的质量份数比为:1:20 ;
[0038]在氮气氛围下进行热解反应:升温速率80°C /min、热解温度560°C、停留15分钟、氮气吹送速率30ml/min;待反应结束关闭管式炉和氮气瓶开关，冷却后得到污泥热解残渣；
[0039]第二步，收集污泥热解残渣进行研磨，过70目筛，得到污泥残渣颗粒；
[0040]第三步，将污泥残渣颗粒用蒸馏水洗涤，直至洗涤液呈中性，干燥后即为所制污泥基吸附剂。
【主权项】
1.一种节能型污泥基吸附剂制备方法，其特征在于:所述制备方法包括以下步骤: 第一步，将掺混活化剂FeClj^含水率60?90%剩余湿污泥置于外热式管式炉热解反应器加热区，其中，活化剂FeClJP含水率60?90%湿污泥样品的质量份数比为:1: (10?20)； 在氮气氛围下进行热解反应:升温速率70?80°C /min、热解温度550°C?560°C、停留10?15分钟、氮气吹送速率25?30ml/min ;待反应结束关闭管式炉和氮气瓶开关，冷却后得到污泥热解残渣； 第二步，收集污泥热解残渣进行研磨，过50?70目筛，得到污泥残渣颗粒； 第三步，将污泥残渣颗粒用蒸馏水洗涤，直至洗涤液呈中性，干燥后即为所制污泥基吸附剂。
2.如权利要求1所述的一种节能型污泥基吸附剂制备方法，其特征在于:所述第一步中，掺混活化剂FeClJ^含水率60?90%剩余湿污泥置于石英舟中，将石英舟置于管式炉热解反应器受热中心。
3.如权利要求1或2所述的一种节能型污泥基吸附剂制备方法，其特征在于:所述第一步中，用密封胶连接好氮气瓶与石英管接口，以30mL/min速率通入氮气，确保热解氛围并去除污泥表面的空气。
【专利摘要】一种节能型污泥基吸附剂制备方法，包括以下步骤：第一步，将掺混活化剂FeCl2的含水率60～90％剩余湿污泥置于外热式管式炉热解反应器加热区，活化剂FeCl2和含水率60～90％湿污泥样品的质量份数比为：1：(10～20)；在氮气氛围下进行热解反应：升温速率70～80℃/min、热解温度550℃～560℃、停留10～15分钟、氮气吹送速率25～30ml/min；待反应结束关闭管式炉和氮气瓶开关，冷却后得到污泥热解残渣；第二步，收集污泥热解残渣进行研磨，过50～70目筛，得到污泥残渣颗粒；第三步，将污泥残渣颗粒用蒸馏水洗涤，直至洗涤液呈中性，干燥后即为所制污泥基吸附剂。本发明有效降低能耗、提升环保性能。
【IPC分类】B01J20-30, C02F11-10, C02F103-30, B01J20-20
【公开号】CN104874352
【申请号】CN201510256737
【发明人】胡艳军, 王久兵, 郑小艳, 严密, 任建莉, 韩龙
【申请人】浙江工业大学
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年5月19日