申请日2012.04.28
公开(公告)日2012.09.12
IPC分类号B01J20/20; B01J20/30; C02F1/62; C02F11/00; C02F1/28
摘要
本发明公开了一种用于同时去除污水污泥中多种重金属的改性污泥活性炭，其原料组分及其重量百分比含量为海藻酸钠0.01～13.00wt%，污泥87.00～99.99wt%。制备步骤为：①制备海藻酸钠溶液;②制备污泥活性炭;③制备海藻酸钠改性污泥活性炭。本发明首次采用天然高分子材料海藻酸钠改性污泥活性炭，并将其用于同时去除污水污泥中多种重金属的改性污泥活性炭。
权利要求书
1.一种用于同时去除污水污泥中多种重金属的改性污泥活性炭，其原料组分及其重量 百分比含量为：海藻酸钠0.01～13.00wt%，污泥87.00～99.99wt%。
2.权利要求1的用于同时去除污水污泥中多种重金属的改性污泥活性炭的制备方法， 步骤如下：
①制备海藻酸钠溶液
将2.00～4.50g海藻酸钠溶解于离子水中，搅拌10～24h，制成2.0～4.5wt%的海藻 酸钠均匀溶液，过滤除去不容物和杂质，再进行脱泡，得到海藻酸钠溶液;
②制备污泥活性炭
将干污泥放入炭化炉中，在200～800℃下炭化，采用氮气隔绝空气，氮气流量为10～ 100L/h，加热速率控制在5～35℃/min，炭化0.5～4h，制得炭化料;再将制得的炭化料 在200～1000℃下活化，采用流量为10～100L/h的水蒸汽，加热速率控制在5～35℃/min， 活化0.5～4h，制得污泥活性炭。
③制备海藻酸钠改性污泥活性炭
向配制好的海藻酸钠溶液中、室温搅拌下加入洁净的粒状污泥活性炭，进行共混5～8h， 控制污泥活性炭与海藻酸钠的混合质量比例为1∶100～15∶100，海藻酸钠在活性炭基表面 逐步负载，然后过滤，将负载海藻酸钠的污泥活性炭置于空气中晾干，晾干后即得改性污 泥活性炭。
3.根据权利要求2的用于同时去除污水污泥中多种重金属的改性污泥活性炭的制备方 法，其特征在于，所述步骤①的优选的制备海藻酸钠溶液方案为：海藻酸钠2.60g溶解于 100mL的去离子水中，搅拌15h，制成2.53wt%的均匀溶液。
4.根据权利要求2的用于同时去除污水污泥中多种重金属的改性污泥活性炭的制备方 法，其特征在于，所述步骤②的制备污泥活性炭的优选方案为：炭化温度400℃，炭化时间 1h;活化温度500℃，活化时间1h。
5.根据权利要求2的用于同时去除污水污泥中多种重金属的改性污泥活性炭的制备方 法，其特征在于，所述步骤③的制备海藻酸钠改性污泥活性炭的优选方案为：共混6h，控 制污泥活性炭与海藻酸钠的混合质量比例为7∶100。
说明书
用于同时去除污水污泥中多种重金属的改性污泥活性炭
技术领域
本发明是关于污水污泥处理的，尤其涉及一种同时去除污水污泥中多种重金属的改性 污泥活性炭。
背景技术
城市污泥是城市生活污水、工业废水处理过程中产生的固体废弃物，是城市污水处理 厂的经常性产物。城市污泥中含有丰富的有机营养成分氮、磷、钾等元素，有机肥的浓度 一般为60-70%，其含量高于农家肥、是肥田、改良土壤、园林绿化建设的好材料，但是污 泥中还含有寄生虫卵及病原微生物和重金属等有害物质，尤其是我国污水中工业废水的比 重较大，故城市污泥中重金属的含量较高，某些重金属的含量严重超标，重金属元素会发 生累积效应，迁移转化及生物传递而危害生态环境与人们的生命健康，如不加以妥善处理， 任意排放，将对环境产生严重的二次污染。
欧美等发达国家在污水处理厂的建设中，城市污泥处理、处置的投资占总投资的 50-70%，而我国只有20-50%。随着我国城市化进程的加快及对环境保护的日益重视，城市 污水处理厂的数量迅速增加，导致污水污泥的产量剧增。据估算，目前我国城市污水处理 厂每年排放的污泥量(干重)大约为130万吨，而且年增长率大于10%，特别是在我国城市 化水平较高的几个城市与地区，污水污泥出路问题已经十分突出。
城市污水污泥常规的处理与处置方式主要有：污泥堆肥、污泥消化、污泥填埋、污泥 焚烧及污泥填海等。但是这些处置方式都难以去除污水污泥中的重金属。因此，有效降低 城市污水污泥中重金属总量，直接关系到城市污水处理未来的健康发展和生态环境的保护。
近年，国内外对去除污水污泥中重金属的研究都十分重视，对此进行了大量的研究， 已取得一些重要的研究成果。但是利用吸附法处理污水污泥中的重金属，从效率和环境安 全性方面都具有较好的应用前景，可是目前这方面的研究报道很少。这主要是由于吸附材 料通常具有专一性，对多种重金属难以同时去除，而且再生效率不高，从而增加了处理成 本。
本发明人在前期的研究发现由固体废弃物污水污泥制得的污泥活性炭经天然高分子材 料改性后无重金属浸出。因此，应对污泥活性炭进行合理地改性，从而制备能够在降低城 市污水污泥中重金属总量中能同时去除污水污泥中多种重金属的环境友好型污泥活性炭。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的吸附材料，难以同时去除污水污泥中多种重金属的不 足，本发明 首次采用天然高分子材料海藻酸钠改性污泥活性炭，以实现对污水污泥中多 种重金属同时去除。
本发明通过下述技术方案予以实现。
用于同时去除污水污泥中多种重金属的改性污泥活性炭，其原料组分及其重量百分比 含量为：海藻酸钠0.01～13.00wt%，污泥87.00～99.99wt%。
上述用于同时去除污水污泥中多种重金属的改性污泥活性炭的制备方法，步骤如下：
①制备海藻酸钠溶液
将2.00～4.50g海藻酸钠溶解于离子水中，搅拌10～24h，制成2.0～4.5wt%的海藻 酸钠均匀溶液，过滤除去不容物和杂质，再进行脱泡，得到海藻酸钠溶液;
②制备污泥活性炭
将干污泥放入炭化炉中，在200～800℃下炭化，采用氮气隔绝空气，氮气流量为10～ 100L/h，加热速率控制在5～35℃/min，炭化0.5～4h，制得炭化料;再将制得的炭化料 在200～1000℃下活化，采用流量为10～100L/h的水蒸汽，加热速率控制在5～35℃/min， 活化0.5～4h，制得污泥活性炭;
③制备海藻酸钠改性污泥活性炭
向配制好的海藻酸钠溶液中、室温搅拌下加入洁净的粒状污泥活性炭，进行共混5～8h， 控制污泥活性炭与海藻酸钠的混合质量比例为1∶100～15∶100，海藻酸钠在活性炭基表面 逐步负载，然后过滤，将负载海藻酸钠的污泥活性炭置于空气中晾干，晾干后即得改性污 泥活性炭。
所述步骤①的优选的制备海藻酸钠溶液方案为：海藻酸钠2.60g溶解于100mL的去离 子水中，搅拌15h，制成2.53wt%的均匀溶液。
所述步骤②的制备污泥活性炭的优选方案为：炭化温度400℃，炭化时间1h;活化 温度500℃，活化时间1h。
所述步骤③的制备海藻酸钠改性污泥活性炭的优选方案为：共混6h，控制污泥活性炭 与海藻酸钠的混合质量比例为7∶100。
本发明的有益效果是，首次用海藻酸钠改性污泥活性炭，并将其用于同时去除污水污 泥中多种重金属。
