[發明專利]污泥/落葉生物炭的資源化及高效去除雙氯芬酸的方法

在審

• 申請號: 201910595066.2
• 申請日: 2019-07-03
• 公開（公告）號: CN110316783A
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發明（設計）人: 涂耀仁;張浩;段艷平;劉靳;智偉迪;唐鈺
• 申請（專利權）人: 上海師范大學
• 主分類號: C02F1/28
• 分類號: C02F1/28;C02F101/36;C02F101/34
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 許耀

本發明涉及一種污泥/落葉生物炭的資源化及高效去除雙氯芬酸的方法，包括以下步驟：(1)將污泥和落葉進行預處理，破碎干燥；(2)混合后，制備生物炭顆粒；(3)將生物炭顆粒投加到含有雙氯芬酸的待處理水體中，對雙氯芬酸進行吸附。與現有技術相比，本發明利用污泥和落葉兩種常見的固體廢棄物進行熱解來制備生物炭，在無害化、減量化的同時達到資源化的目的；另外本發明探究了資源化生物炭對新型有機污染物雙氯芬酸的吸附去除效果，結果發現吸附效果極佳，具有廣闊的應用前景，為環境水體中雙氯芬酸污染物的去除技術提供一種快速且高效的方法。

技術領域

本發明屬于環境保護和水處理技術領域，涉及一種污泥/落葉生物炭的資源化及高效去除雙氯芬酸的方法。

背景技術

PPCPs(Pharmaceuticals and Personal Care Products)是藥物及個人護膚品的總稱，包括各類抗生素、減肥藥、催眠藥、類固醇類、化妝品、發膠、染發劑和殺菌劑等，與人們的日常生活密切相關。這一概念在1999年由Daughton和Ternes發表于《EnvironmentalHealth Perspectives》上的一篇文獻綜述首次提出，由于PPCPs具有很強的生物活性、生物累積性和持久性，長期暴露會對人體和生態造成難以預估的風險。傳統的城市污水處理廠都沒有專門針對PPCPs的處理工藝，現存工藝對PPCPs的去除率相對較低，因此如何高效處理PPCPs引起全球專家學者的高度重視。其中，雙氯芬酸(Diclofenac，簡稱DFC)作為非甾體抗炎藥被廣泛用于止痛劑、抗關節炎藥、治療風濕病等藥物，文獻研究表明，DFC經口服后，大約65％以羥基代謝物的形式通過尿液排出體外，且進入環境中的DFC難以被生物降解和轉化，使其經食物鏈傳遞在生物體中富集和放大，從而給水生生態系統和人體健康帶來潛在的危害。傳統的污水處理工藝不能有效地去除水體中的DFC，因此尋找去除水體中DFC的高效方法十分必要。

隨著污水處理行業的發展，污泥產生量與日俱增，每年產量已達幾千萬噸，此外，污泥成分極為復雜，含有重金屬、復合有毒有害化合物及病原微生物等，若不妥當處理，勢必對人類和自然環境帶來極大的危害。目前我國污泥處理處置方式主要包括填埋、焚燒、好氧堆肥、土地利用、建材利用等，其中填埋占60～65％，露天堆放占2％，外運占15％，好氧堆肥+土地利用占10～15％，焚燒占2～3％，自然干化綜合利用占3～6％(如建材資源化利用等)。其中包含填埋、露天堆放及外運污泥絕大多數屬于隨意處置，沒有充分利用污泥的價值，因此，如何有效地處理處置以及回收再利用如此龐大的污泥已經成為當前亟需解決的熱點問題。

城市的綠化集中度高，所產生的落葉數量巨大且便于收集。如果落葉被送往垃圾場，生態循環機制就此中止，落葉混入垃圾，會增加更多的垃圾處理難題，不利于城市垃圾減量。當前，對于落葉的綜合利用有制備飼料、堆肥等方式，但都尚未得到廣泛推廣。據此，探究一種簡單、經濟且高效的落葉處理方式，使其變廢為寶是一個值得探索的重要課題。

生物炭是指用竹屑、秸稈、稻殼、污泥、糞便等廢棄材料經過高溫熱裂解炭化后得到的物質，具有較多的表面官能團，價格也相對低廉，在吸附應用上具有極大的潛力。有研究提出以濕地植物蘆葦為原料制備生物炭吸附新型污染物四環素(Tetracyclines,TC)和雙酚A(Bisphenol A,BPA)，雖然有較佳的吸附效果，但缺乏充足的微觀解釋及表征分析等，未深入研究應用到實際場地中的修復。

中國專利CN107224967A公開了一種去除污水中有機污染物生物炭吸附劑的制備方法，該方法為：將生物炭、聚丙烯酰胺、三甲基苯、聚丙烯酸丙烷全部混合，在180～220℃條件下，勻速攪拌5～8小時，得到混合物A；將硼酸、木質素磺酸鈉混合置于反應釜中于300～350℃反應10～20小時，加入混合物A繼續反應10～15小時，得到混合物B；向混合物B中加入水，加熱攪拌后靜置冷卻，得到吸附劑。該方法采用現成的生物炭，且制備耗時較長，過程也較為繁瑣。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種污泥/落葉生物炭的資源化及高效去除雙氯芬酸的方法。