[发明专利]一种污泥基混合吸附材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种污泥基混合吸附材料的制备方法，其由包含污泥、生物质秸秆、动物毛和玻璃纤维和碱的浆液微波辐照下裂解碳化得到。本发明首次提出并尝试解决由污泥制得的碳吸附材料而带来的重金属的二次污染问题。通过大量研究发现，向污泥中添加生物质秸秆和碱，再将该浆液创新地在微波辐照下进行裂解碳化，可以有效将污泥中的重金属钝化固定，避免制得的吸附剂在使用过程的重金属溶出，从而达到降低其二次污染的效果。在此基础上，添加动物毛和玻璃纤维与生物质和碱一同参与微波热解，制得的混合吸附材料吸附效果更佳。本发明变废为宝，以废治污，避免二次污染，具有很好的利用价值和发展前景。

技术领域

本发明属于废弃污泥资源化处理领域，尤其涉及一种通过微波加热，并添加生物质、动物毛以及玻璃纤维与污泥共热解制备污泥基吸附剂的方法。

背景技术

随着社会经济和人口的快速发展所带来的环境问题受到了全球的广泛关注。在我国，生活用水、工业废水、农业以及养殖业污水产生量日益增多，污水处理厂不断增加或扩大，剩余污泥也随之增多。剩余污泥来源于废水处理过程中剩余活性污泥或生物膜，其颜色常为灰色或深灰色，相对密度比水稍大、颗粒较细。它具有含水率高且脱水性能差、易腐烂、有恶臭、含有大量寄生虫卵和病原微生物等特点，如不加以妥善处理，任其排放，将会造成二次污染。于是，对于剩余污泥的处理处置方法成为当今的热门话题。

目前，剩余污泥的处理处置方式主要为卫生填埋、堆肥、农业应用以及焚烧等^[1]，这些处理方式有较大的潜在环境风险。我国剩余活性污泥的无害化处置率较低，2010年全国剩余活性污泥无害化处置率仅为25.1％，且剩余污泥的处理费用已经占整个污水处理费用的25％-65％。并呈现逐年上升趋势。

因此，亟待开发出一种既经济又环保的污泥处理方式。

污泥热解处理是目前研究的热点，与传统处理方式相比，污泥中的重金属在热解后被固定在热解炭中，并且在热解过程中有较低和可接受的气体排放。此外，污泥热解固体产物污泥基炭可作为吸附剂使用，其总成本(0.1-0.2USD/kg)是制备等效标准活性炭总成本(2.0-2.2USD/kg)的5-10％。因此，与其它传统处理方法相比，污泥热解是一种更安全、更有前景的污泥处理方法。目前，热解的加热方式主要采用电加热，是一个热传递过程，其弊端主要在于耗时长，能耗大且原料受热不均匀。

由于基底材料品质差，剩余污泥单独热解制得吸附剂的灰分含量较高、比表面积较低，且重金属浸出潜在生态风险较高，大大限制了其吸附能力及应用前景。

现有的污泥基生物炭还存在一个急需解决的问题，那就是污泥制备吸附材料存在的重金属溶出容易造成二次污染的问题。

发明内容

为解决利用污泥制备吸附材料存在的重金属溶出容易造成二次污染的不足，本发明目的在于，提出一种污泥基混合吸附材料的制备方法，旨在钝化污泥中的重金属，用于吸附高浓度有机废水的同时避免污泥制得的吸附剂重金属二次污染问题。

一种污泥基吸附剂的制备方法，由包含污泥、生物质秸秆、动物毛、玻璃纤维和碱的浆液微波辐照下裂解碳化得到。

污泥含有大量重金属，制得的吸附剂容易存在重金属溶出，容易造成二次污染，现有技术中未关注该技术问题。本发明首次提出并尝试解决由污泥制得的碳吸附材料而带来的重金属的二次污染问题。通过大量研究发现，向污泥中添加生物质秸秆、动物毛以及玻璃纤维与碱浆液在微波辐照下进行裂解碳化，可以有效将污泥中的重金属钝化固定，且重金属析出的浓度比不添加动物毛和玻璃纤维的更好。此方法避免制得的吸附材料在使用过程的重金属溶出，从而达到降低其二次污染的效果，并能用于吸附高浓度有机废水。

本发明中，将污泥、生物质秸秆、动物毛、玻璃纤维干燥后粉碎或剪碎，随后在含碱的水溶液中浸泡，得所述的浆液。

干燥以及粉碎方法可参考现有方法。