[发明专利]一种污泥基活性炭吸附剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种污泥基活性炭吸附剂及其制备方法和应用，包括如下重量份的原料组分：污泥颗粒100份、增碳剂10‑50份、粘结剂5‑20份；其中，所述污泥颗粒与所述增碳剂先进行混合，然后浸渍于活化剂水溶液中进行化学活化处理，再经抽滤分离，并经清水反复清洗得到固体混合物质；随后，将固体混合物质与粘结剂混合，经高温炭化、物理活化处理，得到成品污泥基活性炭吸附剂。其具有较高的碘吸附值和比表面积，吸附性能优异，强度高，使用性能好，制备工艺简单，将污泥变废为宝，实现城市污泥减量化、无害化、资源化处置的环保目标，加快生物质固废资源化利用进程。

技术领域

本发明涉及吸附材料技术领域，具体涉及一种污泥基活性炭吸附剂及其制备方法和应用。

背景技术

在众多水环境治理方法中，吸附剂法是一种简便、高效的方法。吸附剂法主要特征是采用比表面积大、成本低且绿色的炭基材料作为客体分子的吸附剂，在特定装置中对流动的污染水源进行清洁。污泥中的有机物含量丰富，这为使用污泥来制备活性炭提供了可能。利用城市污水处理厂污泥制备活性炭是处理城市污泥的一条新路线，该方法可以将污泥变废为宝，这符合污泥的无害化、减量化，为污泥资源化提供了新的途径。

专利CN113683205A公开了一种水处理材料，该水处理材料包括高新纳米膜，高新纳米膜的数量为多个，多个高新纳米膜分为四组，且每组有四个，四组高新纳米膜呈直线等距排列，高新纳米膜的外侧设置有高新纳米颗粒，高新纳米膜由纳米微孔组成。该发明提供的水处理材料使用无毒无害的高新纳米膜的静电聚合作用代替有毒有害的化学絮凝剂，廉价的高新纳米膜代替昂贵的活性炭在污水处理过程中作深度吸附处理，但是该专利没有提到高新纳米膜的污染问题如何解决，频繁更换可能导致后续运行成本偏高。

专利CN110818481A公开了一种污泥资源化方法，包括如下步骤：(1)混合干物料：向污泥中添加干物料，搅拌均匀，得到发酵基质，干物料包括废弃茶树枝叶，木屑和食用菌废弃菌棒；(2)好氧发酵：向发酵基质中接种微生物菌剂，28～30℃搅拌发酵3～5天；(3)脱水处理：向发酵后的污泥中投入膨润土，混合均匀后压滤脱水至含水量低于50％；(4)干燥粉碎：将脱水后得到的滤饼自然风干或加热干燥，经粉碎，过10目筛，获得基质颗粒；(5)制备基质：将基质颗粒与草炭土、蛭石混合，制得茶树栽培基质。该方法可有效避免污泥处理过程中造成的环境污染，实现减量化处理的简化；但是附加值较低，且污泥用于茶树培植可能会导致污泥中重金属转移到植物中，被人类食用而对人身造成伤害。

专利CN104045082A中公开了一种污泥活性炭及其制备方法，该活性炭制备方法为：按照重量份数称取污泥和生物有机肥发酵菌种混合发酵3～5天后备用；发酵后的污泥置于微波炉中微波活化制得半成品，微波强度为650～750W，活化时间为3～5小时；将半成品用蒸馏水冲洗至中性，再经真空干燥后，与称取的活性炭混合研磨过筛得活性炭成品。该发明利用污泥为原料制备活性炭，能有效解决城市污泥的处理问题，但是该污泥活性炭的孔隙较差，性能与商品活性炭相比较低，且污泥占比较低，资源化污泥总量较小。

发明内容

为了解决上述背景技术中存在的问题，本发明提供一种污泥基活性炭吸附剂，其具有较高的碘吸附值和比表面积，吸附性能优异，强度高，使用性能好，制备工艺简单，将污泥变废为宝，实现城市污泥减量化、无害化、资源化处置的环保目标，加快生物质固废资源化利用进程。此外，本发明还提供一种上述污泥基活性炭吸附剂的制备方法和其在水处理、废气处理和改良土壤领域的应用。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的第一方面，提供一种污泥基活性炭吸附剂，包括如下重量份的原料组分：

污泥颗粒100份、增碳剂10-50份、粘结剂5-20份；

其中，所述污泥颗粒与所述增碳剂先进行混合，然后浸渍于活化剂水溶液中进行化学活化处理，再经抽滤分离，并经清水反复清洗得到固体混合物质；