申请日2018.02.05
公开(公告)日2018.06.01
IPC分类号C01B32/324; C01B32/348; C02F1/28
摘要
一种葡萄渣污泥基高效生物碳及其制备方法与应用，涉及固体废弃物处理和资源化技术领域。葡萄渣污泥基高效生物碳主要由干燥污泥和干燥葡萄渣经活化、热解而成，葡萄渣污泥基高效生物碳的吸附去污能力强。葡萄渣污泥基高效生物碳的制备方法是将干燥污泥和干燥葡萄渣混合研磨，加入化学活化剂，浸渍活化20‑30h;将产物在惰性气体气氛下，在400‑700℃热解30‑120min;将产物加酸浸渍，再水洗至中性，烘干即得，该制备方法综合利用城市污泥和酿酒葡萄废渣制备生物碳，工艺简单，成本低廉，实现了固体废弃物的资源化利用。该葡萄渣污泥基高效生物碳的应用，用于污水处理，达到“以废治废”的目的，满足可持续发展的需求。
权利要求书
1.一种葡萄渣污泥基高效生物碳，其特征在于，其主要由以下原料经活化、热解而成，按重量份数计，所述原料包括：
干燥污泥 0.5-2份;
干燥葡萄渣 1-4份。
2.根据权利要求1所述的葡萄渣污泥基高效生物碳，其特征在于，所述原料还包括0.2-1份甘蔗渣。
3.一种如权利要求1所述的葡萄渣污泥基高效生物碳的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：
按重量份数计，将0.5-2份干燥污泥和1-4份干燥葡萄渣混合研磨，加入化学活化剂，浸渍活化20-30h;
将活化后的产物在惰性气体气氛下，在400-700℃热解30-120min;
将热解后的产物加酸浸渍，再水洗至中性，烘干即得葡萄渣污泥基高效生物碳。
4.根据权利要求3所述的葡萄渣污泥基高效生物碳的制备方法，其特征在于，将城市污泥压滤，于100-115℃烘干至含水率在10%以下，即得干燥污泥;将葡萄渣压滤，于100-115℃烘干，即得干燥葡萄渣。
5.根据权利要求3所述的葡萄渣污泥基高效生物碳的制备方法，其特征在于，浸渍活化的方法是：在包括干燥污泥和干燥葡萄渣的原材料中加入化学活化剂和去离子水，搅拌，在室温下浸渍活化。
6.根据权利要求5所述的葡萄渣污泥基高效生物碳的制备方法，其特征在于，所述化学活化剂为Na2CO3粉末，所述化学活化剂与所述原材料的质量比为0.5-3：1。
7.根据权利要求3所述的葡萄渣污泥基高效生物碳的制备方法，其特征在于，热解的方法是：将浸渍活化后的产物置入高温管式炉内，通入氮气作为保护气，以5-12℃/min的升温速率升温加热至400-700℃，保温30-120min，停止加热并降温至100℃以下出料，冷却。
8.根据权利要求7所述的葡萄渣污泥基高效生物碳的制备方法，其特征在于，在升温加热之前，氮气的通气量为400-600mL/min，通气时间为10-20min;升温加热及保温过程中，氮气的通气量为80-150mL/min。
9.根据权利要求3所述的葡萄渣污泥基高效生物碳的制备方法，其特征在于，加酸浸渍，再水洗的方法为：将热解后的产物用3M的盐酸浸渍并搅拌1-4h，过滤去除滤液，用60-75℃去离子水反复漂洗，直至漂洗液呈中性，过滤去除滤液，在100-110℃条件下烘至恒重，即得葡萄渣污泥基高效生物碳。
10.一种如权利要求1所述的葡萄渣污泥基高效生物碳的应用，其特征在于，所述葡萄渣污泥基高效生物碳用于污水处理。
说明书
葡萄渣污泥基高效生物碳及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及固体废弃物处理和资源化技术领域，且特别涉及一种葡萄渣污泥基高效生物碳及其制备方法与应用。
背景技术
长期以来，我国污水处理厂从设计到运行普遍存在“重水轻泥”的现象，使得我国污水处理快速发展，污泥处理却停滞不前。污泥产量的骤增和污泥处理方法与能力的严重不足之间形成尖锐的矛盾，造成污泥处理处置的缺口巨大。因此，合理处置污泥，解决如此大量污泥已成为我们亟待解决的问题。
城市污泥由有机物和无机物组成，其中含有各种菌类、原生动物等构成的混合生物体，脱水污泥中的很大一部分固体物质便是这些微生物及其死亡后的残留物，即脱水污泥中含有较高的热值和含碳量。这使得采用污泥为原料生产活性炭成为可能，这不但从根本上解决了污泥处理难的问题，更是为降低活性炭的生产成本提供了一种方法。但是，考虑到城市污泥本身灰分含量也较高，制备得到的活性炭吸附性能有限，需要另外添加生物质。
将生物质应用到吸附材料的制备中具有良好的经济效益，也是废物资源化利用的趋势。我国作为世界上酿造葡萄酒的大国之一，在葡萄酒的酿造过程中会产生大量的葡萄废渣，大多数情况下，国内的生产厂是把酿酒葡萄废渣当作肥料、饲料甚至垃圾处理，不仅降低了它们的经济价值，而且还造成了不良的社会影响。
虽然我国每年都会产生数量巨大的城市污泥和酿酒葡萄废渣，但是目前还没有一种综合利用城市污泥和酿酒葡萄废渣、且经济效益高的方式。
发明内容
本发明的目的在于提供一种葡萄渣污泥基高效生物碳，吸附去污能力强。
本发明的另一目的在于提供一种葡萄渣污泥基高效生物碳的制备方法，综合利用城市污泥和酿酒葡萄废渣制备生物碳，工艺简单，成本低廉，实现了固体废弃物的资源化利用。
本发明的另一目的在于提供一种葡萄渣污泥基高效生物碳的应用，用于污水处理，达到“以废治废”的目的，满足可持续发展的需求。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
本发明提出一种葡萄渣污泥基高效生物碳，其主要由以下原料经活化、热解而成，按重量份数计，原料包括：
干燥污泥 0.5-2份;
干燥葡萄渣 1-4份。
进一步地，在本发明较佳实施例中，原料还包括0.2-1份甘蔗渣。
本发明提出一种上述的葡萄渣污泥基高效生物碳的制备方法，其包括以下步骤：
按重量份数计，将0.5-2份干燥污泥和1-4份干燥葡萄渣混合研磨，加入化学活化剂，浸渍活化20-30h;
将活化后的产物在惰性气体气氛下，在400-700℃热解30-120min;
将热解后的产物加酸浸渍，再水洗至中性，烘干即得葡萄渣污泥基高效生物碳。
进一步地，在本发明较佳实施例中，将城市污泥压滤，于100-115℃烘干至含水率在10%以下，即得干燥污泥;将葡萄渣压滤，于100-115℃烘干，即得干燥葡萄渣。
进一步地，在本发明较佳实施例中，浸渍活化的方法是：在包括干燥污泥和干燥葡萄渣的原材料中加入化学活化剂和去离子水，搅拌，在室温下浸渍活化。
进一步地，在本发明较佳实施例中，化学活化剂为Na2CO3粉末，化学活化剂与原材料的质量比为0.5-3：1。
进一步地，在本发明较佳实施例中，热解的方法是：将浸渍活化后的产物置入高温管式炉内，通入氮气作为保护气，以5-12℃/min的升温速率升温加热至400-700℃，保温30-120min，停止加热并降温至100℃以下出料，冷却。
进一步地，在本发明较佳实施例中，在升温加热之前，氮气的通气量为400-600mL/min，通气时间为10-20min;升温加热及保温过程中，氮气的通气量为80-150mL/min。
进一步地，在本发明较佳实施例中，加酸浸渍，再水洗的方法为：将热解后的产物用3M的盐酸浸渍并搅拌1-4h，过滤去除滤液，用60-75℃去离子水反复漂洗，直至漂洗液呈中性，过滤去除滤液，在100-110℃条件下烘至恒重，即得葡萄渣污泥基高效生物碳。
本发明提出一种上述的葡萄渣污泥基高效生物碳的应用，葡萄渣污泥基高效生物碳用于污水处理。
本发明实施例的葡萄渣污泥基高效生物碳及其制备方法与应用的有益效果是：本发明实施例的葡萄渣污泥基高效生物碳主要由干燥污泥和干燥葡萄渣经活化、热解而成，该葡萄渣污泥基高效生物碳的吸附去污能力强。本发明实施例的葡萄渣污泥基高效生物碳的制备方法是将干燥污泥和干燥葡萄渣混合研磨，加入化学活化剂，浸渍活化20-30h;将产物在惰性气体气氛下，在400-700℃热解30-120min;将产物加酸浸渍，再水洗至中性，烘干即得，该制备方法综合利用城市污泥和酿酒葡萄废渣制备生物碳，工艺简单，成本低廉，实现了固体废弃物的资源化利用。该葡萄渣污泥基高效生物碳的应用主要是用于污水处理，达到“以废治废”的目的，满足可持续发展的需求。
