申请日2014.05.29
公开(公告)日2015.01.21
IPC分类号B01J20/20; B01J20/30; C02F101/20; C02F1/28; C10B53/02
摘要
本发明公开了一种重金属废水净化用生物炭的制备方法，其特征在于包括如下步骤：(1)将污泥半干化后与生物秸秆混合后的压缩成型;(2)将压缩成型的生物炭放入管式电炉中进行炭化;(3)将炭化后颗粒进行化学改性，改性后干燥制成具有多孔结构的生物炭。本发明的优点在于：污泥中含水率和有机质高，在秸秆压缩成型过程中加入一定量的污泥，不仅解决了棉杆原料含水率低的问题，改善压缩成型原料的粘结性，而且有利于解决污泥的环境污染问题;经过化学改性后的生物炭，其孔隙度和比表面积明显增大，吸附效果增强，可用于废水中重金属吸附处理，实现了废弃资源的高附加值再利用。
权利要求书
1.一种重金属废水净化用生物炭的制备方法，其特征在于，包括如下步骤： (1)将污泥半干化后与生物秸秆混合后的压缩成型;(2)将压缩成型的生物炭 放入管式电炉中进行炭化;(3)将炭化后颗粒进行化学改性，制成具有多孔结 构的生物炭。
2.根据权利要求1所述的一种重金属废水净化用生物炭的制备方法，其特征 在于，所述的秸秆为棉花杆、玉米秆、稻杆中的一种或几种混合物。
3.根据权利要求1所述的一种重金属废水净化用生物炭的制备方法，其特征 在于，所述污泥与秸秆的质量比为1∶6～1∶1。
4.根据权利要求1所述的一种重金属废水净化用生物炭的制备方法，其特征 在于，所述成型颗粒中含水量控制在10%～15%。
5.根据权利要求1所述的一种重金属废水净化用生物炭的制备方法，其特征 在于，所述加热时间是5℃/min～10℃/min，热解的温度为350～550℃，保温时 间10～30min。
6.根据权利要求1所述的一种重金属废水净化用生物炭的制备方法，其特征 在于，所述化学改性采用将热解炭化后的颗粒在1mol/L～3mol/L的KOH或HNO3溶 液中振荡0.5～2h。
说明书
一种重金属废水净化用生物炭的制备方法
技术领域
本发明涉及一种环境污染治理方法，特别涉及一种重金属废水净化用生物炭 的制备方法。
背景技术
废水中的重金属不能被分解，具有很强的生理毒性和生物富集性，在水中与 其他物质发生反应生成毒性更大的污染物。这些污染物质在动植物体内能长期存 在，被人体摄入后，重金属在人体内能与蛋白质及酶等发生强烈的反应，使蛋白 质及酶等失去活性，也可能在人体的一些器官中累积，使人重金属中毒，影响人 类健康，轻则使人得水俣病、骨痛病等，重者就会死亡。因此，需要对废水中的 重金属进行处理。
当前用于处理含有重金属离子废水的处理方法有生态修复法和物化法。生态 修复法是利用水生植物、水生动物等对重金属离子进行容纳、吸收、转移，从而 使水体得到净化的一种方法;物化法包括化学沉淀法、离子交换法、电解法以及 物理吸附法等。物理吸附法操作简单，吸附作用强，该方法常用活性炭作为吸附 材料，但是价格高昂。采用秸秆制备的生物炭作为吸附材料，价格相对低廉，且 能够有效利用废弃物，对环境友好。制备生物炭的生物质来源广泛，如、稻米谷 壳、花生壳、玉米秆、树木废料等。制备途经常用热解法，它是将生物颗粒在密 闭、无氧、非燃烧、高温状态下制备生物炭，它是生物质经过热解后形成的具有 多孔特性的木炭。专利201210078182.5公开了一种采用以互花米草、落叶、树枝 树干这几种生物废弃有机物为原料通过热解来制取生物炭的方法，证实了热解生 物炭具有良好的吸附性。
污泥实质上是大量微生物通过胞外多聚物粘结而成的絮状物，而胞外多聚物 的主要成分为糖类、脂肪和蛋白质等，这些物质具有很好的粘结性。又农作物秸 秆因为分布广泛，价格低廉，是发展生物质能绝佳的材料。
发明内容
本发明以污泥作为粘结剂与秸秆压成颗粒并经热裂解制备的生物炭，生 物炭具有较大的比表面积和微孔结构，能对废水中重金属产生吸附作用，不仅解 决了污泥的环境问题，同时实现了废弃生物质的高附加值再利用，实现以废治废。
本发明所采取的技术方案是：一种重金属废水净化用生物炭的制备方法，其 特征在于，包括如下步骤：(1)将污泥半干化后与生物秸秆混合后的压缩成型; (2)将压缩成型的生物炭放入管式电炉中进行炭化，(3)将炭化后颗粒进行化 学改性，制成具有多孔结构的生物炭。
所述的秸秆为棉花杆、玉米秆、稻杆中的一种或几种混合物。
所述污泥与秸秆的质量比为1∶6～1∶1。
所述成型颗粒中含水量控制在10%～15%。
所述加热时间是5℃/min～10℃/min，热解的温度为350～550℃，保温时间 10～30min。
所述化学改性采用将热解炭化后的颗粒在1mol/L～3mol/L的KOH或HNO3溶 液中振荡0.5～2h。
本发明具有的优点和积极效果是：污泥中含水率和有机质高，在秸秆压缩成 型过程中加入一定量的污泥，不仅解决了棉杆原料含水率低的问题，改善压缩成 型原料的粘结性，而且有利于解决污泥的环境污染问题;经过化学改性后的生物 炭，其孔隙度和比表面积明显增大，吸附效果增强，可用于废水中重金属吸附处 理，实现了废弃资源的高附加值再利用。
