[發明專利]利用稻殼活性炭制備生活污水生物處理技術基質的方法

無效

• 申請號: 201110354537.4
• 申請日: 2011-11-10
• 公開（公告）號: CN103100369A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 單保慶;唐文忠;李楠
• 申請（專利權）人: 中國科學院生態環境研究中心
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/30;C01B31/08;C02F3/00
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技術領域：

本發明涉及一種利用稻殼活性炭制備生活污水生物處理技術基質的方法。?

背景技術：

現有的用于農村分散型生活污水生物處理技術基質有礫石、粉煤灰、鋼渣、陶粒等，這些基質普遍存在對污染物吸附能力有限，易飽和，吸附飽和后去污能力明顯下降，難處理等問題，限制其大規模應用。?

發明內容：

本發明所要解決的技術問題是，提供一種易得、廉價、高效、可實現資源循環利用的用于農村分散型生活污水生物處理技術基質，以克服現有技術的不足。?

本發明技術方案：它是由下列配方和方法制成的：?

配方，包括下列重量百分比的原料：

土壤20-60目，95-99.75％；

稻殼活性炭100目，0.25-5％。

方法：稻殼活性炭制備過程包括炭化、活化、酸洗、水洗、干燥5步：

①炭化：將稻殼與氯化鋅溶液(質量分數為55％)按料液比1∶1混合后，放入105℃恒溫干燥器中進行干燥和初步炭化。

②活化：將干燥炭化稻殼置于管式電阻爐中，按照設定程序以10℃/min升溫速度從室溫升到500℃，保持60min，然后自然冷卻至室溫其間以200mL/min流量通入高純N₂保護。

③酸洗：取出活化產物加入0.1mol/L鹽酸后置于80℃恒溫水浴鍋攪拌30min。

④水洗：將酸洗后活化產物用去離子水反復沖洗，直到pH為中性左右。

⑤干燥：將樣品置于80℃干燥器中干燥，待完全干燥后自然冷卻至室溫過100目篩。

將制備好的稻殼活性炭與土壤按一定的質量比均勻混合。

上述的稻殼活性炭與土壤的質量比為0.25％-5％。?

前述的稻殼活性炭與土壤的均勻混合基質的厚度為0.5-50cm。?

有現有技術相比，本發明采用的稻殼活性炭是利用農業廢棄物稻殼經活化劑活化制備的，富含中孔和微孔結構，比表面積大，具有很強的吸附能力；將稻殼活性炭與土壤按一定比例均勻混合后制成的基質能很好的吸附污水中的氮磷，既能凈化水體，又能作為富含氮磷肥料使用，無二次污染，實現了資源的循環利用。?

附圖說明：

附圖1為試驗裝置圖；?

附圖2為稻殼活性炭用量和污染物處理效果的綜合效益圖。?

具體實施方式：

本發明的實施例：?

1.稻殼活性炭的制備：

實驗所選稻殼采自安徽省巢湖地區，將稻殼用自來水洗除灰塵，再用去離子水反復漂洗，烘干備用。稻殼活性炭制備過程包括炭化、活化、酸洗、水洗、干燥5步：

(1)炭化：將稻殼與氯化鋅溶液(質量分數為55％)按料液比1∶1混合后，放入105℃恒溫干燥器中進行干燥和初步炭化。

(2)活化：將干燥炭化稻殼置于管式電阻爐中，按照設定程序以10℃/min升溫速度從室溫升到500℃，保持60min，然后自然冷卻至室溫，其間以200mL/min流量通入高純N₂保護。

(3)酸洗：取出活化產物加入0.1mol/L鹽酸后置于80℃恒溫水浴鍋攪拌30min。

(4)水洗：將酸洗后活化產物用去離子水反復沖洗，直到pH為中性左右。

(5)干燥：將樣品置于80℃干燥器中干燥，待完全干燥后自然冷卻至室溫過100目篩備用。

2.土壤的制備：

實驗所用土壤為采自安徽省巢湖地區的黃褐土，經磨碎，自然風干后，過20-60目篩稱重備用。

3.基質的制備：

將稻殼活性炭與土壤按表1中的比例均勻混合后，制備出5種試驗用基質。

表1?5種試驗基質的組成

4.試驗方法：

將配制的5種試驗基質放入5個相同的整理箱(40cm×25cm×20cm)中，如圖1所示，?上端安裝進水閥，控制布水量；下端為放水閥，用來取出水進行試驗分析。進水為人工配制的模擬生活污水中磷濃度的磷酸二氫鉀溶液，用鉬銻抗比色法測出水中磷的濃度，進而算出基質對磷的去除率。

具體試驗方案為：每天從上端布水閥布入磷濃度為4mg/L的溶液5L，第二天從下端出水閥取水樣進行分析，連續運行半個月(試驗期間室內平均溫度為28-34℃)，5種基質對磷的去除效果見表2。

表2?5種試驗基質對磷的平均去除效果