[发明专利]一种污泥-秸秆复合生物质活性炭的制备方法

说明书

本发明涉及一种污泥‑秸秆复合生物质活性炭的制备方法，包括以下步骤：(1)以城市污泥为主原料、农业废弃物为辅料、木焦油为粘结剂充分混捏后进行造粒、烘干，得到污泥‑秸秆复合颗粒；(2)将污泥‑秸秆复合颗粒送入炭化炉中，在无氧或限氧条件下，同时炭化和活化，得到产物污泥基生物质活性炭与热解气，其中，污泥基生物质活性炭冷却后包装；(3)热解气经除尘、净化后，得到木焦油、木醋液和不凝气体，不凝气体返回炭化炉作为燃料，木醋液部分返回喷入炭化炉中作为活化剂，木焦油则作为造粒原料循环使用。本发明利用污泥和农业秸秆制备活性炭，制备方法简单，且价格相对较低，具有良好的经济效益和生态效益、很强的市场竞争力和推广价值。

技术领域

本发明属于固体废弃物分质资源化处理技术领域，涉及一种污泥-秸秆复合生物质活性炭的制备方法。

背景技术

2017年中国活性炭的需求量达到69万吨，作为制造活性炭的主要原材料椰壳、果壳、木材和煤，现在已经产生提供紧缺的情况，急需解决替代性原材料。

由于污泥中含有大量的有机物，其有机碳含量较高，与传统制备活性炭材料有一些相类似性，以污泥为原料制备活性炭作为新型处理污泥方式受到广泛关注。污泥替代煤、木材、果壳制备活性炭，降低了原料成本，提高了污泥利用率，不仅解决了污泥分质资源化利用技术问题，同时也拓展了活性炭原料来源。

现有研究主要以提高污泥活性炭比表面积，或者提升对于特定物质的吸附效果这两方面展开研究，包括污泥预处理、添加剂类型、炭化条件、活化条件、后处理等问题上进行改进与优化。在活化方式的研究中，化学活化被证实比物理活化更易于制备出高比表面积活性炭，但是化学活化所带来的高成本、二次污染等问题也有待学者们研究解决。

如中国专利CN101423212A公开了一种利用污泥制备活性炭的方法及污泥活性炭，其制备方法：按照1000000重量份的水处理厂的污泥加入50-100分重量的絮凝剂和2-10重量份重金属螯合剂；将得到的污泥配料置于搅拌装置中进行搅拌、脱水、烘干；得到的污泥配料置于半干馏气化炉中进行半干馏处理，然后按照重量比污泥半焦：粘合剂：调孔剂均匀捏合造粒晾晒，将得到的配料置于活化炉中进行活化处理，活化处理后进行筛分、制粉得到污泥活性炭。

专利CN108479702A涉及一种污泥基活性炭吸附剂的制备方法，污泥经过干燥、研磨、筛分、洗涤后，通过管式400-700℃炉焙烧、炭化处理，再添加活化剂ZnCl2混合均匀后经过管式炉焙烧500-650℃，活化后的活性炭用于室内除甲醛。

专利CN107824158A公开了一种污水处理厂干化污泥制备污泥活性炭的方法，干化污泥交联剂ZnCl2，以羧甲基纤维素钠为有机粘合剂，通过煅烧高岭土增加污泥活性炭的可塑性，机械造粒后成为具有丰富孔隙结构和良好的吸附特性。

综上可知，目前关于污泥制备活性炭的相关文献及报道较为常见，但是，上述污泥基活性炭材料采用的是炭化和活化两段式工艺，能耗高，另外，化学活化会带来二次污染。

发明内容

本发明的目的就是为了提供一种污泥-秸秆复合生物质活性炭的制备方法，以解决市政污泥与农业废弃物的资源化处理问题，并得到一种性能优异的污泥基生物质活性炭。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种污泥-秸秆复合生物质活性炭的制备方法，包括以下步骤：

(1)以城市污泥为主原料、农业废弃物为辅料、木焦油为粘结剂充分混捏后进行造粒、烘干，得到污泥-秸秆复合颗粒；

(2)将污泥-秸秆复合颗粒送入炭化炉中，在无氧或限氧条件下，同时炭化和活化，得到产物污泥基生物质活性炭与热解气，其中，污泥基生物质活性炭冷却后包装；

(3)热解气经除尘、净化后，得到木焦油、木醋液和不凝气体，其中，不凝气体返回炭化炉作为燃料，木醋液部分返回喷入炭化炉中作为活化剂，木焦油则作为造粒原料循环使用。