[發明專利]用于同時去除污水污泥中多種重金屬的改性污泥活性炭

有效

• 申請號: 201210132710.0
• 申請日: 2012-04-28
• 公開（公告）號: CN102658083A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 范曉丹;張襄楷
• 申請（專利權）人: 天津城市建設學院
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/30;C02F1/28;C02F11/00;C02F1/62
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 曹玉平

技術領域

本發明是關于污水污泥處理的，尤其涉及一種同時去除污水污泥中多種重金屬的改性污泥活性炭。

背景技術

城市污泥是城市生活污水、工業廢水處理過程中產生的固體廢棄物，是城市污水處理廠的經常性產物。城市污泥中含有豐富的有機營養成分氮、磷、鉀等元素，有機肥的濃度一般為60-70％，其含量高于農家肥、是肥田、改良土壤、園林綠化建設的好材料，但是污泥中還含有寄生蟲卵及病原微生物和重金屬等有害物質，尤其是我國污水中工業廢水的比重較大，故城市污泥中重金屬的含量較高，某些重金屬的含量嚴重超標，重金屬元素會發生累積效應，遷移轉化及生物傳遞而危害生態環境與人們的生命健康，如不加以妥善處理，任意排放，將對環境產生嚴重的二次污染。

歐美等發達國家在污水處理廠的建設中，城市污泥處理、處置的投資占總投資的50-70％，而我國只有20-50％。隨著我國城市化進程的加快及對環境保護的日益重視，城市污水處理廠的數量迅速增加，導致污水污泥的產量劇增。據估算，目前我國城市污水處理廠每年排放的污泥量(干重)大約為130萬噸，而且年增長率大于10％，特別是在我國城市化水平較高的幾個城市與地區，污水污泥出路問題已經十分突出。

城市污水污泥常規的處理與處置方式主要有：污泥堆肥、污泥消化、污泥填埋、污泥焚燒及污泥填海等。但是這些處置方式都難以去除污水污泥中的重金屬。因此，有效降低城市污水污泥中重金屬總量，直接關系到城市污水處理未來的健康發展和生態環境的保護。

近年，國內外對去除污水污泥中重金屬的研究都十分重視，對此進行了大量的研究，已取得一些重要的研究成果。但是利用吸附法處理污水污泥中的重金屬，從效率和環境安全性方面都具有較好的應用前景，可是目前這方面的研究報道很少。這主要是由于吸附材料通常具有專一性，對多種重金屬難以同時去除，而且再生效率不高，從而增加了處理成本。

本發明人在前期的研究發現由固體廢棄物污水污泥制得的污泥活性炭經天然高分子材料改性后無重金屬浸出。因此，應對污泥活性炭進行合理地改性，從而制備能夠在降低城市污水污泥中重金屬總量中能同時去除污水污泥中多種重金屬的環境友好型污泥活性炭。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的吸附材料，難以同時去除污水污泥中多種重金屬的不足，本發明??首次采用天然高分子材料海藻酸鈉改性污泥活性炭，以實現對污水污泥中多種重金屬同時去除。

本發明通過下述技術方案予以實現。

用于同時去除污水污泥中多種重金屬的改性污泥活性炭，其原料組分及其重量百分比含量為：海藻酸鈉0.01～13.00wt％，污泥87.00～99.99wt％。

上述用于同時去除污水污泥中多種重金屬的改性污泥活性炭的制備方法，步驟如下：

①制備海藻酸鈉溶液

將2.00～4.50g海藻酸鈉溶解于離子水中，攪拌10～24h，制成2.0～4.5wt％的海藻酸鈉均勻溶液，過濾除去不容物和雜質，再進行脫泡，得到海藻酸鈉溶液；

②制備污泥活性炭

將干污泥放入炭化爐中，在200～800℃下炭化，采用氮氣隔絕空氣，氮氣流量為10～100L/h，加熱速率控制在5～35℃/min，炭化0.5～4h，制得炭化料；再將制得的炭化料在200～1000℃下活化，采用流量為10～100L/h的水蒸汽，加熱速率控制在5～35℃/min，活化0.5～4h，制得污泥活性炭；

③制備海藻酸鈉改性污泥活性炭

向配制好的海藻酸鈉溶液中、室溫攪拌下加入潔凈的粒狀污泥活性炭，進行共混5～8h，控制污泥活性炭與海藻酸鈉的混合質量比例為1∶100～15∶100，海藻酸鈉在活性炭基表面逐步負載，然后過濾，將負載海藻酸鈉的污泥活性炭置于空氣中晾干，晾干后即得改性污泥活性炭。

所述步驟①的優選的制備海藻酸鈉溶液方案為：海藻酸鈉2.60g溶解于100mL的去離子水中，攪拌15h，制成2.53wt％的均勻溶液。

所述步驟②的制備污泥活性炭的優選方案為：炭化溫度400℃，炭化時間1h；活化溫度500℃，活化時間1h。

所述步驟③的制備海藻酸鈉改性污泥活性炭的優選方案為：共混6h，控制污泥活性炭與海藻酸鈉的混合質量比例為7∶100。

本發明的有益效果是，首次用海藻酸鈉改性污泥活性炭，并將其用于同時去除污水污泥中多種重金屬。

附圖說明

圖1是現有技術的污泥活性炭的掃描電鏡形貌圖；

圖2是本發明實施例2改性污泥活性炭的掃描電鏡形貌圖。

具體實施方式