[发明专利]一种用滇池底泥制备吸附剂的方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种用滇池底泥制备吸附剂的方法及应用，属于新型重金属吸附剂的制备技术领域。

背景技术

滇池现代沉积物可分为三层:从上到下依次为污染层、过渡层、未污染的湖泊沉积层，本文所指滇池底泥是针对污染层而言。底泥中重金属含量较高存在潜在生态风险；底泥营养盐污染特征明显；有机质含量高，一般在40~90g/kg范围，草海底泥有机质含量大于外海，有机质易腐化发臭污染环境，同时向大气排放温室气体；底泥中微生物、病原体含量高，滇池底泥中含有各种致病菌、病毒、寄生虫卵和有害昆虫卵等，不加处理而直接施用或弃置，可能会污染食物链。

底泥是众多污染物在湖泊中迁移转化的载体、归宿和蓄积库，研究表明，湖泊底泥既是水体污染物的汇又是水体污染物的源，一方面，通过大气沉降、地表径流、废水排放等各种外源输入到湖泊的污染物，经过长期复杂的理化作用，其中一部分沉积于底泥中，导致湖泊沉积物中营养盐逐步富集，尤其是城市湖泊，会形成营养盐的内负荷，使底泥受到污染，另一方面，被水体沉积物吸附的污染物不是固定不变的，湖泊底泥通过与上覆水体间的物理、化学和生物作用，富集于其中的各类污染物在一定条件下可能重新释放出来，造成水体的二次污染，受污染底泥成为水体污染物的源头之一。

底泥的常规处置方式有卫生填埋、土地利用、焚烧和海洋倾倒等，其中污泥卫生填埋存在许多问题，如填埋场的选址越来越困难，填埋场容量有限；填埋法并未彻底避免环境污染，只是延缓了污染产生的时间；污泥中含有的有毒有害物质可能通过渗漏污染地下水及土壤环境；营养物质可能导致污泥霉变，污染大气环境；降解过程中释放的甲烷气体可能存在安全隐患，海洋倾倒法由于对海洋生态环境危害较大，越来越多的国家己禁止使用该方法，污泥焚烧也存在一些缺点，由于焚烧在有氧环境下进行，会产生二氧化硫、氮氧化物、二噁英等有害物质；污泥中的重金属也会随着烟尘的扩散而污染空气，从而造成二次污染；焚烧成本昂贵，是其他处理工艺的2～4倍。另外，滇池底泥中含有可回收利用的成分，如果单纯堆放而不采取任何措施，会造成资源的浪费，固体废物处置的基本原则和指导思想是减量化、无害化和资源化，如何彻底消除底泥污染隐患，实现底泥资源化利用是亟待解决的环境问题。

在公开号为CN100418621C的专利中公开了一种湿污泥炭化吸附剂的制备方法。该方法以城市污水处理厂剩余污泥为原料，将其脱水至含水率70～90%，加入浓度为20～60%的氯化锌溶液，活化4～24小时，活化后进行干化处理，使污泥含水率降为10～15%，将干化后的污泥置于高温炭化炉中，以5～40℃每分钟的升温速率升温至450～700℃，同时通入水蒸汽作保护气，炭化30～60分钟。采用盐酸溶液和蒸馏水洗涤，烘干，即得炭化吸附剂。该发明在污泥未干化（含水率70～90%）的情况下活化，降低了成本，实现了污泥的资源化利用。存在的不足是对制备的吸附剂的应用领域没有阐明，使用氯化锌做活化剂的重金属残留对成品的影响还有待研究。

在公开号为CN101559354A的专利中公开了一种污泥吸附剂的制备方法。该方法的工艺步骤如下：首先在400～600℃下，在保护气氛中对干污泥进行第一次热解，然后在第一次污泥热解产品中加入固体碳酸氢钠混合均匀，再在400～800℃的氮气气氛下对固体混合物进行第二次热解，对第二次热解的混合物分别用水、稀酸洗涤并干燥，得到污泥吸附剂产品。该发明采用了价格低廉的碳酸氢钠作为化学活化剂，得到的吸附剂对水中重金属及五价砷去除具有良好的效果。存在的不足主要是进行两次热解，增加了能耗。

湖泊底泥含有大量的含碳有机物，为炭化制备吸附剂提供了一定的先决条件，目前国内外关于湖泊底泥制备吸附剂的报道很少。已有研究证明，经过热解炭化处理的城市污泥可以转化为较好的吸附材料，对重金属有较强的吸附性能。湖泊底泥中的含碳有机物含量有时比污泥中的还要高，如果能有效利用，使其成为一种吸附剂来源，不仅可以实现底泥的资源化，又可为重金属废水的治理提供一种较为廉价的吸附剂，即可为湖泊底泥的处理提供出路，又可变废为宝，取得环境与经济双赢的效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种用滇池底泥制备吸附剂的方法，实现滇池底泥的资源化利用，本发明所述方法具体包括以下步骤：

（1）取滇池底泥脱水至含水率33～37%，进入造粒装置制成直径为2～3mm的底泥粒，用蒸馏水浸泡2～3h后并洗涤，反复洗涤3～5次，然后再放入烘箱中烘干至含水量小于等于3%；