[發明專利]一種骨架為污泥基活性炭的固體催化劑的制備及其應用

無效

• 申請號: 201310520488.6
• 申請日: 2013-10-29
• 公開（公告）號: CN103551137A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 龐維亮;馮麗霞;田澤祥;程丹丹;魏錚;孟建麗;賈麗云;張志揚;劉京偉;王夢南
• 申請（專利權）人: 天津市聯合環保工程設計有限公司
• 主分類號: B01J21/18
• 分類號: B01J21/18;B01D53/86;B01D53/44
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李麗萍

技術領域

本發明屬于氣態污染物的廢氣處理技術和新型功能材料技術領域。涉及利用城鎮及工業廢水處理過程中產生的剩余活性污泥，經篩選并培養為優勢菌種后制備用于提高氧化能力活性炭固體生物吸附劑的方法。

背景技術

在鋼鐵廠、造紙廠、化工廠、食品廠、醫院、酒店等的廢水處理設施生產或運行過程，通常會產生一些惡臭、有毒有害、腐蝕性等污染物。這些物質擴散到空氣中，導致腐蝕性問題和影響舒適性的異味、雖不像強烈的腐蝕性氣體那樣對生產設備造成明顯傷害，但慢性腐蝕會逐步破壞控制系統并對人體造成很大傷害，管理人員往往需要一段時間才能發現。由此增加大量的企業生產和維護費用支出、相關人員醫療健康費用支出，既影響環境還造成很多不必要的損失。

上述過程中產生的氣態污染物。氣態污染物種類繁多，特性各異，采用的治理方法也各不形同，常用的方法有：吸收法、吸附法、催化法、燃燒法、冷凝法及新興的生物提取液催化氧化法等。

目前，生產企業及其污水處理設施產生的廢氣目前多采用吸收法和吸附法組合的方式進行處理，其中吸收法原理為：當采用某種液體處理氣體混合物時，在氣液相的接觸過程中，氣體混合物中的不同組分在同一種液體中的溶解度不同，氣體中的一種或數種溶解度大的組分將進入到液相中，從而使氣相中的各組分相對濃度發生了改變，即混合氣體得到了分離凈化。依據吸收質與吸收劑是否發生化學反應，而將其分為物理吸收和化學吸收。吸附法的原理為：由于固體表面上存在著未平衡和未飽和的分子引力和化學鍵力，因此當此固體表面與氣體接觸時，就能吸引氣體分子，使其濃集并保持在固體表面，以此實現對混合氣體的凈化。上述兩種技術結合治理氣態污染物具有工藝成熟、設備簡單、一次性投資低對所需凈化組分具有很高的捕集效率，對于含塵、含濕、含粘污染物的廢氣也可同時處理，因為應用范圍廣泛。但同時上述兩種方法結合也存在一些問題，由于吸收是將氣體中的有害物質轉移到了液體中，這些物質中有些還具有回收價值，因此對洗手液必須進行處理，否則將導致資源的浪費或引起二次污染，吸附法的吸附劑在使用一段時間后，吸附能力會明顯下降乃至喪失，因此要不斷的對失效吸附劑進行再生。通過再生，可以是吸附劑重復使用，降低吸附費用，因更換過于頻繁對于高濃度廢氣凈化采用吸附法效果并不理想。

生化處理經多年實踐證明是目前運行最為穩定、運行費用很低的一種污水處理方式。處理設施中的活性污泥及優勢菌種經過污泥訓話過程對于污水中的各種污染因子具有很好的去除效果。一些污水處理設施的日常運行會不斷產剩余活性污泥，如不及時排出處理設施，會對整個處理系統產生不利影響，故需進行污泥脫水工作，并將脫水后污泥送至具有處理資質的單位進行處理（目前大部分為焚燒），需要大量的資金支持，且剩余污泥得不到較好的利用。

發明內容

針對上述現有技術，本發明將污水生化處理產生的剩余污泥資源化利用，提供一種骨架為污泥基活性炭的固體催化劑的制備方法，制備得到的固體催化劑用于吸收，吸附及生物催化氧化處理有機廢氣。

為了解決上述技術問題，本發明用于處理有機工業廢氣的固體催化劑，其骨架為污泥基活性炭。

本發明骨架為污泥基活性炭的固體催化劑的制備方法，按如下的步驟進行：

步驟一、脫水：污水廠或企業污水處理站生化處理剩余污泥經離心機脫水，得到含水率在40～50%的生化污泥；

步驟二、活化：將上述步驟一得到的生化污泥與粉碎的玉米芯按照重量比為20：3～4進行混合成混合物；將上述混合物和活化劑依次加入到帶攪拌設備的活化釜中，攪拌活化6～8h；其中，活化劑為2moL/L?KOH溶液或1.5mol/L?ZnCl₂溶液，；生化污泥與KOH固體量的重量比為20：2～3，生化污泥與ZnCl₂固體量的重量比為20：1～2；

步驟三、干燥：將上述步驟二活化后的污泥再次經離心機脫水，使污泥含水率在10%，然后在真空干燥機中105～110℃干燥3h，得干燥污泥體，將干燥污泥體依次在球磨機中研磨、篩分器中過篩后，選取粒徑為1-2mm的干燥污泥體顆粒備用；

步驟四、炭化：將步驟三得到的干燥污泥體顆粒進行碳化，碳化的工藝條件為：氮氣為保護氣，流量為10L/h，管式電阻爐中，20℃/min的速率程序升溫，590～610℃溫度下熱解炭化3～4h；將炭化過程中所產生的廢氣通入裝有堿液的尾氣吸收池；將碳化后的固體冷卻至室溫,依次在球磨機中研磨、篩分器中過篩，選取粒徑在1～2mm的顆粒；