[发明专利]利用剩余污泥制备的吸附剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了利用剩余污泥制备的吸附剂及其制备方法和应用。利用剩余污泥制备活性污泥碳和多孔分子筛吸附剂，并用于去除水体中四环素，这两种材料在pH值2～11的条件下对水中的四环素进行吸附去除，吸附时间为3h，温度为15～35℃。本发明采用活性污泥碳和多孔分子筛吸附去除水中的四环素，表现出较强的吸附性能。此外，本发明吸附剂制备简单，操作方便，成本低廉，处理效果显著。因此，将剩余污泥制得的两种吸附材料用于去除微污染水源水中的四环素，具有良好的经济和环境效益。

技术领域

本发明属于无机材料和水处理技术领域，涉及利用剩余污泥制备的活性污泥碳和多孔吸附剂两种材料处理微污染水和水源水中环境内分泌干扰物污染方面的应用，具体为利用剩余污泥制备的吸附剂及其制备方法和应用。

背景技术

剩余污泥是废水处理过程中的副产品，其体积约占处理水量的0.3％-0.5％左右，如废水进行深度处理，剩余污泥量还可能增加0.5-1倍。随着人类社会的不断发展，工业用水和生活用水增多，废水和污水的量也逐渐增大，所产生的污泥量也逐渐增大，污泥问题亟待解决。

污泥由有机物和无机物组成，目前已有利用剩余污泥的有机成分制备污泥炭的相关研究，但针对含有大量硅铝等无机金属的灰分多采取将其用为建筑原材料的办法进行处理，一方面，由于所得灰分成分复杂，将其用于建筑原材料是否存在某些潜在危险仍为未知，另一方面，砖类建材属于廉价建材，若将高价焚烧所得灰分直接用于建材生产，无疑增加了其处理成本，并不能将其物尽其用以产生较好收益。所以现实中很少会用这种方法进行处理。如何做到安全、稳定、低成本的处理剩余污泥，并将其灰分有效利用，成为研究者关心的热门课题。

环境内分泌干扰物是由人类、动物的生活及工业生产所产生的干扰激素分泌的一类有害物质，例如四环素等。环境内分泌干扰物由于很难被生物降解且具有抗氧化性等而长期存在于环境中，对人类健康和环境产生很大的危害，因此如何经济高效地治理水体中的环境内分泌干扰物已经成为水处理领域研究的热点。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供利用剩余污泥制备的吸附剂及其制备方法和应用，系统地利用剩余污泥中的有机和无机成分，制备得到活性污泥碳和多孔吸附剂，可用于水体中环境内分泌物的吸附，最大程度地实现污泥的资源化。

本发明是通过以下技术方案来实现：

利用剩余污泥制备吸附剂的方法，取剩余污泥，干燥过筛，化学活化，高温碳化，盐酸浸泡并冲洗至中性，氢氧化钠浸泡，分离，将所得沉淀洗至中性，干燥即得吸附剂活性污泥炭。

优选的，化学活化具体是用活化剂ZnCl₂活化24h，活化剂与剩余污泥的质量比为(1-3)：1。

优选的，高温碳化具体是在300℃-500℃下炭化30min-90min，炭化过程中通入N₂，升温速率为10℃/min。

优选的，盐酸浸泡及氢氧化钠浸泡具体是：将高温炭化所得产物在80℃的水中浸泡2小时，洗涤，用2M HCl混合搅拌1-3h并洗涤至中性，用2-4M NaOH溶液在60℃-90℃水浴条件下浸泡并搅拌5-9h，离心，将所得沉淀洗至中性，干燥即得活性污泥炭。

优选的，还包括如下步骤：将分离所得氢氧化钠浸泡液进行水热反应，所得产物煅烧得到吸附剂介孔分子筛。

进一步的，吸附剂介孔分子筛的具体制备方法为：将分离所得氢氧化钠浸泡液调节pH至10.5-11.5，在100℃条件下水热反应24h，洗涤，干燥，500℃-550℃煅烧5-7h，制得吸附剂介孔分子筛。

利用剩余污泥制备吸附剂的方法制备得到的吸附剂。

上述吸附剂的应用，利用吸附剂吸附污染水中的环境内分泌干扰物。