专利名称：：一种利用污泥和废石墨制备活性吸附材料方法
技术领域：
：本发明属于环保领域，特别涉及一种利用废料(城市污水处理厂剩余污泥和废焦末，石墨等)，采用适当的活化技术，低成本制备高附加值活性污泥吸附材料的方法。
背景技术：
：污泥是富含有机物和炭质的材料。因此，在控制的条件下进行裂解或经过某些化学处理，它有可能转化为活性炭。这个转化不仅可以减小污泥的体积，同时还可以生产出比商业活性炭廉价的吸附材料。许多研究已经证实了该转化的可行性(BeeckmansandPark,1971;Bilitewski，1979;ChiangandYou,1987;JeyaseelanandLu,1996;Martinetal，1996)。在2000年后的文献中，有许多关于用污泥制备活性炭的报道。南洋理工大学的Tay和陈晓歌等人污泥制备活性炭做了相关研究，从BET比表面积、孔容积、含碳量、苯吸附能力等方面分析，对污泥活性炭进行了物理化学特性的研究。他们还探索了用添加椰子壳后的消化污泥制备活性炭的最佳条件，在这个条件下BET比表面积可达867.61m2/g，对酚的去除率为57.99%.椰子壳的加入，使得污泥活性碳的吸附性能有了很大提高，椰子壳作为商业活性炭的原料，价格较高，导致该方法制备的污泥活性炭成本有所增加，不利于污泥活性炭的推广使用。
发明内容本发明的目的是利用废料(城市污水处理厂剩余污泥和废焦末，石墨等)，采用适当的活化技术，低成本制备高附加值活性污泥吸附材料。基于资源的综合利用及废物再生回用的工业生态学循环经济思想，往城市剩余污泥中加入一定量的废石墨、碎焦末等，采用适当活化手段，提高污泥活性炭的吸附性能，制得吸附剂并成功应用于高浓度有机物废水的处理。一种利用污泥和废石墨制备活性吸附材料方法，从城市污水处理厂取一定量剩余污泥，干化、研磨、过筛后按固液比l:(2.54.5)加入复合活化剂溶液(氯化锌和硫酸溶液)，静止放置2024h，烘2024h，处理后的污泥加入废石墨，加入量为污泥总量的310%。然后，放入热解炉中进行热解，利用氮气隔绝空气，氮气流量控制在0.40.5L/min，加热速率控制在1015°C/min，热解温度为500800°C，时间为1.52.5h。热解后的产物先用浓度为3mol/L盐酸溶液漂洗，促使其中氧化物充分溶解，同时洗脱碳中杂质，再用7(TC去离子水洗涤，以除去其中Cr1，在105t:下烘24h后，进行研磨并过筛，得到0.7mm1.0mm粒径的产物一污泥活性吸附材料。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。用该方法所研制的污泥活性吸附剂比表面积达139.41m2/g，孔径为6.6nm，总孔体积3.52cm3/g，碘吸收值高达513.80mg/g。应用该吸附剂进行焦化废水处理应用试验研究表明，C0Dcr去除率达41.231色度去除率达70%,浊度去除率可达83.60%，有一定应用前景。图l为污泥活性吸附材料制备流程图图2为热解装置图l一氮气钢瓶；2—转子流量计；3—高温管式电阻炉；4一温控仪；5—尾气处理装置图3为加入量对CODcr去除率的影响具体实施例方式下面结合实施例对本发明做进一步描述。本发明所用原料为城市污水处理厂剩余污泥。本发明在传统的污泥活性炭制备方法的基础上加入了石墨，不仅使资源得到了充分利用，还有效的提高了污泥活性炭的相关性能。实施例l(1)制备干污泥将城市污泥烘干，脱水，制成含水率为10wt^的干污泥。(2)浸渍、干燥污泥用浓硫酸与氯化锌的复合试剂浸渍干污泥，氯化锌与浓硫酸的浓度之比为3:1，复合试剂的体积与干污泥的质量之比即固液比为4:1，浸渍24小时后，对干污泥进行烘干处理，之后，往干燥的污泥中加入质量分数为5%的石墨。(3)热解污泥采用图2所示的热解装置进行热解，利用氮气隔绝空气，氮气流量控制在0.5L/min，加热速率控制在15°C/min，热解温度为550'C，时间为2h。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。(4)洗涤、烘干产物产物先用3mol/L盐酸溶液漂洗，促使其中氧化物充分溶解，同时洗脱碳中杂质，再用70'C去离子水洗涤，以除去其中C1—1，在105'C下烘24h后，进行研磨并过筛，得到0.7mm1.0mm粒径的产物。实施例1的产物与不加石墨的污泥活性炭的相关性能见表1表l相关性能比较<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>由表l可以看出，该发明与传统的制备污泥活性炭方法相比，不仅提高了污泥活性炭的性能，还能有效利用工业活动中的一些废石墨，碎焦末，实现资源的综合利用。权利要求1、一种利用污泥和废石墨制备活性吸附材料方法，其特征在于从城市污水处理厂取剩余污泥，干化、研磨、过筛后按固液比1∶(2.5～4.5)加入氯化锌和硫酸溶液，静止放置20～24h，烘20～24h，处理后的污泥加入废石墨，加入量为污泥总量的3～10％；然后，放入热解炉中进行热解，利用氮气隔绝空气，氮气流量控制在0.4～0.5L/min，加热速率控制在10～15℃/min，热解温度为500～800℃，时间为1.5～2.5h；热解后的产物先用浓度为3mol/L盐酸溶液漂洗，促使其中氧化物充分溶解，同时洗脱碳中杂质，再用70℃去离子水洗涤，以除去其中Cl-1，在105℃下烘24h后，进行研磨并过筛，得到0.7mm～1.0mm粒径的产物——污泥活性吸附材料。2、根据权利要求l所述的一种利用污泥和废石墨制备活性吸附材料方法，其特征在于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。全文摘要一种利用污泥和废石墨制备活性吸附材料方法，属于环保领域。其特征在于从城市污水处理厂取剩余污泥，干化、研磨、过筛后按固液比1∶(2.5～4.5)加入氯化锌和硫酸溶液，静止放置20～24h，烘20～24h，处理后的污泥加入废石墨，加入量为污泥总量的3～10％；然后，放入热解炉中进行热解，利用氮气隔绝空气，氮气流量控制在0.4～0.5L/min，加热速率控制在10～15℃/min，热解温度为500～800℃，时间为1.5～2.5h；热解后的产物先用浓度为3mol/L盐酸溶液漂洗，促使其中氧化物充分溶解，同时洗脱碳中杂质，再用70℃去离子水洗涤，以除去其中Cl<sup>-1</sup>，在105℃下烘24h后，进行研磨并过筛，得到0.7mm～1.0mm粒径的产物——污泥活性吸附材料。应用该吸附剂进行焦化废水处理应用试验研究表明，CODcr去除率达41.23％，色度去除率达70％，浊度去除率可达83.60％。文档编号B01J20/30GK101234332SQ20071017729公开日2008年8月6日申请日期2007年11月14日优先权日2007年11月14日发明者李素芹,熊国宏,邬文鹏申请人:北京科技大学