[发明专利]一种垃圾渗滤液调节池底泥制备生物炭的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种污泥基生物炭，特别是涉及一种垃圾渗滤液调节池底泥制备生物炭的方法。

背景技术

生物炭是指生物质在缺氧条件下经高温热解后剩下的物质。生物炭具有较大的比表面积和多孔结构，具有良好的吸附性能，可作为污水处理吸附剂，吸附水中的重金属、氨氮、磷酸盐等。垃圾渗滤液调节池是城市生活垃圾卫生填埋场用于调节垃圾渗滤液处理过程的水量和水质的重要单体。随着使用年限的增加，底泥的郁积严重影响了调节池的使用效率。清淤的底泥如果处置不当会造成环境的二次污染。调节池底泥中含有大量的有机物，可作为制备生物炭的原材料。但也因其所含成分复杂，尤其含有重金属成分，因此制成的生物炭品质及性能较商业生物炭差距很大，其应用范围与价值也大大受限。城市生活垃圾卫生填埋场渗滤液成分复杂，不仅COD等有机污染物含量高，难以被生物降解，且容易对微生物造成毒害影响。

本发明从“以废治废”的理念出发，利用垃圾渗滤液调节池的底泥来制备生物炭，直接应用于该填埋场垃圾渗滤液的预处理，以去除渗滤液中对微生物有毒害影响的成分，并减轻垃圾渗滤液处理系统负荷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用垃圾渗滤液调节池底泥来制备生物炭的方法，该方法简单，易操作，并可实现“以废治废”成效。

为实现本发明的目的提出了一种垃圾渗滤液调节池底泥制备生物炭的方法，包括以下步骤：

（1）底泥在自然条件下风干，然后放置烘箱于105℃烘去水分，直至恒重后取出冷却，去除石块等杂物，用破碎机破碎至4～8mm，研磨后过200目筛得到底泥干粉末。

（2）将过200目筛的底泥干粉末浸泡在1-3mol/L的KOH中8～24h，过滤后滤渣置入烘箱于105℃烘去水分，直至恒重后取出冷却得到底泥干粉体。

（3）将步骤（2）得到动的底泥干粉体置入气氛马弗炉中热解，通入100～200 mL/min的氮气15min，后以10～20 ℃/min的升温速度加热至400～600℃之间，在此温度之间停留2～3h后，停止加热并降温至 80℃出料，放在干燥器内冷却得到热解干粉体。

（4）将步骤（3）得到的热解干粉体用1 mol/L的盐酸浸洗5min。

（5）浸洗后滤去步骤（4）的盐酸，再用去离子水浸泡20min后过滤；上述去离子水浸泡与过滤步骤重复3～5遍，直至滤液pH为7～8；再把滤上物放入烘箱于105℃烘干至恒重，最终获得垃圾渗滤液调节池底泥基生物炭。

本发明的优点在于：

从“以废治废”的理念出发，赋予了垃圾渗滤液调节池底泥一种变废为宝的新用途，利用其制成的生物炭应用于该填埋场垃圾渗滤液的预处理，去除渗滤液中对微生物有毒害影响的成分，并减轻垃圾渗滤液处理系统负荷。

具体实施方式

实施例1

（1）底泥在自然条件下风干，然后放置烘箱于105℃烘去水分，直至恒重后取出冷却，去除石块等杂物，用破碎机破碎至4～8mm，研磨后过200目筛得到底泥干粉末。

（2）将过200目筛的底泥干粉末浸泡在1mol/L的KOH中24h，过滤后滤渣置入烘箱于105℃烘去水分，直至恒重后取出冷却得到底泥干粉体。

（3）将底泥干粉体放入气氛马弗炉高温热解处理，先以200mL/min速率通入氮气15min， 然后开始升温加热，以10℃/min升温速度至400℃并保持该温度3h，关闭加热系统使之自然降温到80℃，取出物料放在干燥器内冷却得到热解干粉体。

（4）将热解干粉体用1M的盐酸浸洗5min。

（5）滤去盐酸，将滤渣用去离子水浸泡，搅拌清洗15min后过滤，重复5次的去离子水浸洗和过滤步骤，最后将滤上物放入烘箱于105℃烘干至恒重，取出干燥冷却后即得到本发明所述的垃圾渗滤液调节池底泥基生物炭。

采用碘值测定法将本实施例制备的底泥基生物炭的进行碘值与比表面积测定，碘值为358.1mg/g、比表面积为355.5m²/g。

将本实施例制备的底泥基生物炭用于渗滤液预处理，结果表明，当底泥基生物炭投加量为800mg/L时，经预处理后的渗滤液水质指标为：COD_Cr浓度3546mg/L、NH₄⁺-N浓度867mg/L、TP浓度16.7mg/L，上述三项指标的去除率分别77.5%、32.8%和90.7%。

实施例2