[发明专利]一种污泥炭基材料的制备方法和污泥炭基材料

说明书

本发明公开了一种污泥炭基材料的制备方法和污泥炭基材料，采用重金属催化法，利用市政污泥为碳源躯体，废水中的重金属离子为催化剂，污泥通过抽滤、干化、碳化等一系列的物理化学过程来制备污泥炭基材料，工艺简单，具有工业应用化前景。本发明基于“变废为宝、资源化”的思想，不仅利用污泥去除废水中的重金属，而且利用吸附重金属的污泥制备污泥炭基材料，所述污泥炭基材料具备吸附和Fenton催化功能，可再次利用于水处理过程中，实现以废治废，循环利用。

技术领域

本发明涉及污水污泥处理再利用领域，更具体的说，涉及一种污泥炭基材料的制备方法和污泥炭基材料。

背景技术

随着我国城镇化水平不断提高，污水处理设施建设高速发展。在城市污水处理过程中，污水经过一系列处理得以达标排放，而大量污染物被富集、浓缩而转移至污泥中。污泥是污水生物处理的最重要的副产物，也被认为是导致水环境二次污染的主要来源之一。城镇污水处理厂污泥不仅含水量高，易腐烂，有强烈臭味，并且含有大量病原菌、寄生虫卵以及铬、汞等重金属、多环芳烃和放射性核素等难以降解的有毒有害及致癌物质，对生态环境和人类的健康存在长期潜在的威胁，因此污泥安全处置的压力巨大。污泥未经处理随意堆放，经过雨水的侵蚀和渗漏作用，易对地下水、土壤等造成二次污染，直接危害人类身体健康。

传统的处理方法有：填埋、填海，污泥堆肥及农用，污泥焚烧，海洋倾倒。这些处理方式往往存在着占用大量的土地、污染空气和地下水的弊端，随着人们环保意识的增强和环保标准的提高，传统的污泥处理方式已经不能够满足城市绿色发展的要求，剩余污泥的资源化利用是解决污泥囤积的必然选择。虽然目前有一些环境友好型的化学处理污泥方式，但其大部分处理后的污泥不能再利用。故如何对此类污泥进行循环再利用，是对于目前的污泥处理方法提出的新挑战。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种污泥炭基材料的制备方法和污泥炭基材料，将污泥通过一系列的物理化学过程制备成污泥炭基材料，可以完成对污泥的循环再利用，制备出比传统活性炭基材料吸附性强且具有Fenton催化功能的污泥炭基材料。

本发明提出一种污泥炭基材料的制备方法，包括如下步骤：

1)将污泥与重金属废水混合，搅拌一段时间，形成污泥混合液；

2)将所述污泥混合液过滤处理，使得泥水分离，得到脱水后的污泥；

3)将所述脱水后的污泥进行干化处理，得到干化污泥；

4)将所述干化污泥进行高温碳化处理，并将高温碳化后的产物研磨分筛，得到粉末状的污泥炭基材料。

可选的，所述步骤1)中，重金属废水中重金属盐含量为100～1200mg/L。

可选的，所述步骤1)中，所述的重金属废水中的重金属盐为的重金属盐为硝酸铜、硝酸镍、硫酸铜、硫酸镍或硝酸铜、硝酸镍、硫酸铜、硫酸镍中两种或两种以上的混合。

可选的，所述步骤3)中，所述的干化处理为将脱水后的污泥放入烘干装置内，并在105℃下加热烘干。

可选的，所述步骤4)中，所述的高温碳化处理为在惰性气体的保护下，将所述干化污泥进行焙烧。

可选的，所述焙烧时以5℃/min的升温速率升温至焙烧温度，所述焙烧温度控制在400℃～800℃，焙烧时间持续为1h。

可选的，所述步骤1)中的污泥为普通污泥、消化污泥或普通污泥和消化污泥组成的混合污泥。

本发明还提出一种污泥炭基材料，由上述任意的所述污泥炭基材料的制备方法生产得到。