[发明专利]污泥/落叶生物炭的资源化及高效去除双氯芬酸的方法

说明书

本发明涉及一种污泥/落叶生物炭的资源化及高效去除双氯芬酸的方法，包括以下步骤：(1)将污泥和落叶进行预处理，破碎干燥；(2)混合后，制备生物炭颗粒；(3)将生物炭颗粒投加到含有双氯芬酸的待处理水体中，对双氯芬酸进行吸附。与现有技术相比，本发明利用污泥和落叶两种常见的固体废弃物进行热解来制备生物炭，在无害化、减量化的同时达到资源化的目的；另外本发明探究了资源化生物炭对新型有机污染物双氯芬酸的吸附去除效果，结果发现吸附效果极佳，具有广阔的应用前景，为环境水体中双氯芬酸污染物的去除技术提供一种快速且高效的方法。

技术领域

本发明属于环境保护和水处理技术领域，涉及一种污泥/落叶生物炭的资源化及高效去除双氯芬酸的方法。

背景技术

PPCPs(Pharmaceuticals and Personal Care Products)是药物及个人护肤品的总称，包括各类抗生素、减肥药、催眠药、类固醇类、化妆品、发胶、染发剂和杀菌剂等，与人们的日常生活密切相关。这一概念在1999年由Daughton和Ternes发表于《EnvironmentalHealth Perspectives》上的一篇文献综述首次提出，由于PPCPs具有很强的生物活性、生物累积性和持久性，长期暴露会对人体和生态造成难以预估的风险。传统的城市污水处理厂都没有专门针对PPCPs的处理工艺，现存工艺对PPCPs的去除率相对较低，因此如何高效处理PPCPs引起全球专家学者的高度重视。其中，双氯芬酸(Diclofenac，简称DFC)作为非甾体抗炎药被广泛用于止痛剂、抗关节炎药、治疗风湿病等药物，文献研究表明，DFC经口服后，大约65％以羟基代谢物的形式通过尿液排出体外，且进入环境中的DFC难以被生物降解和转化，使其经食物链传递在生物体中富集和放大，从而给水生生态系统和人体健康带来潜在的危害。传统的污水处理工艺不能有效地去除水体中的DFC，因此寻找去除水体中DFC的高效方法十分必要。

随着污水处理行业的发展，污泥产生量与日俱增，每年产量已达几千万吨，此外，污泥成分极为复杂，含有重金属、复合有毒有害化合物及病原微生物等，若不妥当处理，势必对人类和自然环境带来极大的危害。目前我国污泥处理处置方式主要包括填埋、焚烧、好氧堆肥、土地利用、建材利用等，其中填埋占60～65％，露天堆放占2％，外运占15％，好氧堆肥+土地利用占10～15％，焚烧占2～3％，自然干化综合利用占3～6％(如建材资源化利用等)。其中包含填埋、露天堆放及外运污泥绝大多数属于随意处置，没有充分利用污泥的价值，因此，如何有效地处理处置以及回收再利用如此庞大的污泥已经成为当前亟需解决的热点问题。

城市的绿化集中度高，所产生的落叶数量巨大且便于收集。如果落叶被送往垃圾场，生态循环机制就此中止，落叶混入垃圾，会增加更多的垃圾处理难题，不利于城市垃圾减量。当前，对于落叶的综合利用有制备饲料、堆肥等方式，但都尚未得到广泛推广。据此，探究一种简单、经济且高效的落叶处理方式，使其变废为宝是一个值得探索的重要课题。

生物炭是指用竹屑、秸秆、稻壳、污泥、粪便等废弃材料经过高温热裂解炭化后得到的物质，具有较多的表面官能团，价格也相对低廉，在吸附应用上具有极大的潜力。有研究提出以湿地植物芦苇为原料制备生物炭吸附新型污染物四环素(Tetracyclines,TC)和双酚A(Bisphenol A,BPA)，虽然有较佳的吸附效果，但缺乏充足的微观解释及表征分析等，未深入研究应用到实际场地中的修复。

中国专利CN107224967A公开了一种去除污水中有机污染物生物炭吸附剂的制备方法，该方法为：将生物炭、聚丙烯酰胺、三甲基苯、聚丙烯酸丙烷全部混合，在180～220℃条件下，匀速搅拌5～8小时，得到混合物A；将硼酸、木质素磺酸钠混合置于反应釜中于300～350℃反应10～20小时，加入混合物A继续反应10～15小时，得到混合物B；向混合物B中加入水，加热搅拌后静置冷却，得到吸附剂。该方法采用现成的生物炭，且制备耗时较长，过程也较为繁琐。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种污泥/落叶生物炭的资源化及高效去除双氯芬酸的方法。