公布日：2023.09.05
申請(qǐng)日：2023.07.27
分類號(hào)：B01J20/20(2006.01)I;C02F11/00(2006.01)I;B01J20/30(2006.01)I;C02F11/10(2006.01)I;B01J20/28(2006.01)I;C02F1/28(2023.01)I;C02F101/38(2006.01)N;C02F101
/30(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種改性污泥基低溫?zé)峤馍锾康闹苽浞椒ㄅc應(yīng)用，該制備方法包括以下步驟：（1）將取自污水處理廠的剩余污泥烘干后與磷鉬酸溶液混合，經(jīng)超聲處理之后再次烘干，得到改性污泥；（2）將改性污泥置于管式爐中，在惰性氣氛下，設(shè)置熱解溫度為200～400℃，對(duì)改性污泥進(jìn)行熱解，冷卻至室溫后取出，超純水清洗至溶液呈中性，抽濾烘干研磨過(guò)篩，得到改性污泥基低溫?zé)峤馍锾�。本發(fā)明制備的磷鉬酸改性污泥基低溫?zé)峤馍锾坎牧暇哂泻芨叩奈叫阅埽徊⑶遥牧系土胰菀撰@得且制備方法簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)�！耙詮U治廢”，故該材料在有機(jī)污染物吸附領(lǐng)域具有非常廣闊的應(yīng)用前景。
權(quán)利要求書(shū)
1.一種改性污泥基低溫?zé)峤馍锾康闹苽浞椒ǎ涮卣髟谟诎ㄒ韵虏襟E：步驟一，將取自污水處理廠的剩余污泥烘干后與磷鉬酸溶液混合，經(jīng)超聲處理之后再次烘干，得到改性污泥；步驟二，將改性污泥置于管式爐中，在惰性氣氛下，設(shè)置熱解溫度為200～400℃，對(duì)改性污泥進(jìn)行熱解，冷卻至室溫后取出，超純水清洗至溶液呈中性，抽濾烘干研磨過(guò)篩，得到改性污泥基低溫?zé)峤馍锾俊?/span>
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性污泥基低溫?zé)峤馍锾康闹苽浞椒�，其特征在于：在步驟一中，所述磷鉬酸溶液的濃度為0.5～10mmol/L；所述剩余污泥與磷鉬酸溶液的混合質(zhì)量比為（5～30）:1；所述超聲處理的時(shí)間為0.5～12h；所述再次烘干的溫度為50～100℃、時(shí)間為12～48h。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性污泥基低溫?zé)峤馍锾康闹苽浞椒�，其特征在于：在步驟二中，所述惰性氣氛為氮?dú)狻⒑饣蛘邭鍤�；所述管式爐的升溫速率為2～10℃；所述熱解的時(shí)間為1～6h；熱解后所獲得的生物炭樣品經(jīng)超純水清洗后烘干時(shí)間為12～48h，烘干溫度為50～80℃，過(guò)篩的篩子目數(shù)為80目。
4.一種采用如權(quán)利要求1-3所述改性污泥基低溫?zé)峤馍锾康闹苽浞椒ㄖ苽浍@得的改性污泥基低溫?zé)峤馍锾康膽?yīng)用，其特征在于：應(yīng)用于吸附水中有機(jī)污染物。
5.如權(quán)利要求4所述的改性污泥基低溫?zé)峤馍锾康膽?yīng)用，其特征在于：所述改性污泥基低溫?zé)峤馍锾吭谒械耐都恿繛?/span>0.1～0.8g/L。
6.如權(quán)利要求4所述的改性污泥基低溫?zé)峤馍锾康膽?yīng)用，其特征在于：所述有機(jī)污染物為四環(huán)素類和/或磺胺類抗生素。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足及改進(jìn)需求，提供了一種改性污泥基低溫?zé)峤馍锾康闹苽浞椒ㄅc應(yīng)用。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
一種改性污泥基低溫?zé)峤馍锾康闹苽浞椒�，包括以下步驟：
步驟一，將取自污水處理廠的剩余污泥烘干后與磷鉬酸溶液混合，經(jīng)超聲處理之后再次烘干，得到改性污泥；
步驟二，將改性污泥置于管式爐中，在惰性氣氛下，設(shè)置熱解溫度為200～400℃，對(duì)改性污泥進(jìn)行熱解，冷卻至室溫后取出，超純水清洗至溶液呈中性，抽濾烘干研磨過(guò)篩，得到改性污泥基低溫?zé)峤馍锾俊?/span>
在本發(fā)明中，先將剩余污泥和磷鉬酸溶劑進(jìn)行混合改性，然后再進(jìn)行低溫?zé)峤?/span>(≤400℃)而得到改性污泥基低溫?zé)峤馍锾�。低溫�(zé)峤庀噍^于大多數(shù)生物炭的熱解溫度(＞400℃)不僅可以降低能耗極大地減少能源消耗和生物炭的制作成本、并且不產(chǎn)生有毒揮發(fā)性氣體而造成二次污染，而且還可以使大量的表面含氧官能團(tuán)被保留下來(lái)增強(qiáng)其吸附性能。磷鉬酸具有較高的氧化活性和酸性，有利于促進(jìn)生物質(zhì)的轉(zhuǎn)化從而活化擴(kuò)孔，并能在生物質(zhì)炭表面引入含氧官能團(tuán)；另一方面，含P和Mo基團(tuán)可以嵌入生物炭中，有助于提高生物炭的吸附，大大提高了生物炭的吸附性能。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步說(shuō)明，在步驟一中，所述磷鉬酸溶液的濃度為0.5～10mmol/L；所述剩余污泥與磷鉬酸溶液的混合質(zhì)量比為(5～30):1；所述超聲處理的時(shí)間為0.5～12h；所述再次烘干的溫度為50～100℃、時(shí)間為12～48h。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步說(shuō)明，在步驟二中，所述惰性氣氛為氮?dú)�、氦氣或者氬氣；所述管式爐的升溫速率為2～10℃；所述熱解的時(shí)間為1～6h；熱解后所獲得的生物炭樣品經(jīng)超純水清洗后烘干時(shí)間為12～48h，烘干溫度為50～80℃，過(guò)篩的篩子目數(shù)為80目。
上述制備方法制備獲得的改性污泥基低溫?zé)峤馍锾康膽?yīng)用，應(yīng)用于吸附水中有機(jī)污染物。具體為：在含有四環(huán)素類、磺胺類抗生素的有機(jī)污染物廢水中，加入改性污泥基低溫?zé)峤馍锾�，直至其在有機(jī)污染物廢水中的濃度為0.1～0.8g/L，然后再進(jìn)行吸附去除。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：
1.本發(fā)明的主要原材料為污水處理廠的剩余污泥，成本低廉同時(shí)兼顧“以廢治廢”的環(huán)保節(jié)能理念。
2.本發(fā)明的制備方法中，先將剩余污泥與磷鉬酸溶液進(jìn)行混合改性，然后再進(jìn)行低溫?zé)峤庵频蒙锾�；采用磷鉬酸對(duì)剩余污泥進(jìn)行改性，有利于促進(jìn)生物炭的轉(zhuǎn)化從而活化擴(kuò)孔，并能在生物質(zhì)炭表面引入含氧官能團(tuán)，另外，含P和Mo基團(tuán)可以嵌入生物炭中，有助于提高生物炭的吸附，大大提高了生物炭的吸附性能；采用低溫?zé)峤?/span>(≤400℃)，可以減低能耗和生產(chǎn)成本，并且不產(chǎn)生有毒揮發(fā)性氣體而造成二次污染，而且還可以使大量的表面含氧官能團(tuán)被保留下來(lái)增強(qiáng)其吸附性能。
3.本發(fā)明的改性污泥基低溫?zé)峤馍锾靠梢杂行У奈接袡C(jī)污染物。
（發(fā)明人：劉細(xì)祥;商嘉翔;趙麗陽(yáng);潘鴻輝;劉艷;梁麗營(yíng);胡遠(yuǎn)科;李楠;周鉦）
