[發明專利]一種基于煤氣化細渣的污水處理材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201910145265.3
• 申請日: 2019-02-27
• 公開（公告）號: CN109734144B
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發明（設計）人: 李祖仲;法春光;陳華鑫;王英明;關羽;王耀祖;華敏;趙澤鵬;王盈燕;仇玉良;金黎軍;余亦曉
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: C02F1/00
• 分類號: C02F1/00;C02F1/28;C02F101/30
• 代理公司: 西安睿通知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 61218
• 代理人: 惠文軒

本發明公開了一種基于煤氣化細渣的污水處理材料及其制備方法，包括以下原料：煤氣化細渣、超細水泥、膨潤土、短切玻璃纖維和減水劑。其制備方法包括：對原料進行拌和，得混合料；對混合料進行螺旋擠壓造粒，得初料；對初料進行養護，干燥，得污水處理材料。本發明采用煤氣化后的廢渣為主要原料，實現了對污水的高效處理，轉廢為寶、綠色生態，具有環保和經濟效益；且相較于粉煤灰、煤矸石而言，煤氣化細渣自身不含重金屬離子，避免了對水體產生二次污染；結合超細水泥的水化凝結作用，可增強污水處理材料的水化凝結作用，增強其界面粘結性能，提高材料強度。

技術領域

本發明涉及水污染防治工程研究領域，尤其涉及一種基于煤氣化細渣的污水處理材料及其制備方法。

背景技術

我國是一個人口大國，但水資源嚴重短缺，使得人均水資源占有量處于世界較低水平。近年來，隨著我國工業化、城鎮化水平的不斷提高以及現代農業的不斷發展，工農業廢水以及城鎮生活污水的排放量持續上升，水體污染問題日益嚴重。大量的污水未經處理直接排入江河湖海，致使水質嚴重惡化，水體中化學需氧量、重金屬、砷、氰化物、揮發酚等都呈上升趨勢，對飲用水源、農業生產、食品安全帶來極大的隱患，嚴重危害了人們的身體健康。

對污水進行凈化處理是當前解決水體污染問題、提高水體質量的重要手段。目前，污水處理的方法主要包括物理法、化學法和生化法三大類，但由于水體中污染物的多樣性、復雜性，往往需要多種方法相結合才能將污水處理到排放合格的標準。吸附法作為一種重要的物理-化學法在污水處理中有著廣泛的應用，它是利用多孔性固體或吸附劑吸附污水中的污染物，從而使污水得到凈化。常見的吸附材料主要有活性炭、沸石和火山石等，活性炭作為一種常規的吸附材料，來源豐富，具有良好的吸附性能和穩定的化學性質，適用范圍廣，但由于高性能活性炭價格昂貴，需消耗大量的生物質和礦物資源，使活性炭的廣泛應用受到限制。因此，高性能、強吸附、低成本的吸附材料的研發是目前污水處理中的熱點問題。

煤氣化技術是在溫度為1400～1700℃、壓強為3.1～4.1MPa的條件下，以煤炭中的碳組分與水蒸汽經復雜的化學反應，轉化為易于凈化的燃料(CO+H₂)和化學品的過程，達到脫硫除汞的目的，并將煤中灰分以廢渣形式排出，分為煤氣化粗渣和煤氣化細渣。在高溫高壓條件，煤炭礦物組分高溫沸騰，礦物組分高度膨脹、分解，粗渣在反應釜底部排出，漂浮在反應釜頂部的細渣隨合成氣、水蒸汽氣流夾帶至激冷水中，受溫差、熱流的影響，細渣及礦物相再度膨脹，形成懸浮液黑水，經沉降壓濾后得到細渣。在材料組成和礦物結構方面，細渣與電廠鍋爐燃燒殘留的粉煤灰、煤直接燃燒殘留的煤渣具有本質區別。高溫高壓下所形成的煤氣化細渣具有較大的比表面積和孔隙率，以及豐富的空間網狀結構；此外，煤氣化細渣顆粒的含碳量較大，大都以絮狀多孔殘碳的形式存在，且細渣的表面含有豐富的活性親水基團，致使細渣的親水性和對部分有機物的吸附性能十分優異。將煤氣化細渣應用于污水吸附材料領域將是一項新興的環保技術，不僅能降低污水處理成本，而且實現了廢物利用，符合綠色、環保、生態發展戰略。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種基于煤氣化細渣的污水處理材料及其制備方法，采用工業廢料煤氣化細渣為主要原料，解決了水體的有機物質、重金屬離子、色度等污染問題，所制備的污水處理材料吸附性能卓越且可重復使用；制備方法簡單，質量可控，易于工業化生產。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以解決。

(一)一種基于煤氣化細渣的污水處理材料，包括煤氣化細渣和超細水泥。

優選的，還包括膨潤土。

優選的，還包括短切玻璃纖維和減水劑。

優選的，所述原料的重量份為：煤氣化細渣75～85份、超細水泥15～25份、膨潤土1～5份、短切玻璃纖維0.1～0.2份、減水劑0.1～0.25份。

優選的，所述煤氣化細渣是絮狀疏松多孔的立體結構。