[发明专利]一种利用厨余垃圾处理污水中重金属离子的方法

说明书

本发明公开了一种利用厨余垃圾处理污水中重金属离子的方法，该方法包括：一、将厨余垃圾洗净烘干后粉碎得到破碎物；二、将破碎物碳化得到碳化物；三、将碳化物活化得到活化物；四、将活化物依次进行碱洗和酸洗，经洗涤干燥后得到活性炭；五、将活性炭放置于含重金属离子的污水中进行吸附。本发明通过水蒸气活化法联合脱灰工艺两步造孔，去除了活化物中的灰分得到活性炭，增加了活性炭中的孔数量，改善了活性炭中的孔结构，增加了活性炭中的比表面积，极大地提高了活性炭的吸附性能，实现利用厨余垃圾处理污水中重金属离子的目的，且具有良好适用性，同时实现了对城市废弃物的资源化利用。

技术领域

本发明属于垃圾资源化处理领域，具体涉及一种利用厨余垃圾处理污水中重金属离子的方法。

背景技术

水体重金属离子的污染问题一直是人们关注的焦点，水体中重金属离子较强的毒性和致癌性，严重威胁着人类的健康，高效去除重金属离子是保证健康水质的前提。常见的重金属离子的去除方法有化学沉淀法、离子交换法、电解法等，其中吸附法是最常见的方法，该方法操作简单、高效、节能、环保等，在实际应用中具有较好的发展前景。

近年来，许多研究者们纷纷投身于吸附材料的开发，比如碳质类、矿物类、有机高分子材料、复合型吸附材料等，碳质类吸附材料如活性炭、碳纳米管等来源广泛、制备过程简单、价格廉价，备受市场欢迎。活性炭是最常见的吸附材料，传统的活性炭主要以煤为制备原料，随着生态资源格局的变化，生物质变为一种比较新兴的制备原料。

生物质种类繁多，并不是所有的生物质都适用于活性炭的制备。生物质原料灰分的含量与活性炭的性质密切相关，灰分较低的生物质制备的活性炭其空隙结构发达，物化性质稳定，吸附效果较好，所以目前用于制备活性炭的生物质多为秸秆、木屑、塑料、纺织废弃物等灰分含量低的生物质，而厨余垃圾作为生物质的重要组成部分，因其高灰分含量在活性炭制备方面一直是个难题。

常规的活性炭制备方法包括化学药品活化法、强碱活化法、气体活化法、水蒸气活化法四类。尽管这些方法已经很成熟，在活性炭制备领域应用非常广泛，但这些方法仍然存在一定的局限性，对于厨余垃圾这种灰分含量高的材料，仍然无法成为合适的制备方法。如何在制备方法上进行优化改进，使厨余垃圾能够转化成性能优良的吸附材料，进而用于重金属离子的去除，是促进活性炭领域进一步发展的关键技术，也是当前实现厨余垃圾资源利用的迫切需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供了一种利用厨余垃圾处理污水中重金属离子的方法。该方法通过水蒸气活化法联合脱灰工艺进行两步造孔，增加了活性炭中的孔数量，改善了活性炭中的孔结构，增加了活性炭中的比表面积，从而极大地提高了活性炭的吸附性能，提高了活性炭对重金属离子的吸附效果，实现利用厨余垃圾处理污水中重金属离子的目的。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种利用厨余垃圾处理污水中重金属离子的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、将厨余垃圾洗净烘干，然后进行粉碎，得到破碎物；所述破碎物的粒度为60～100目；

步骤二、将步骤一中得到的破碎物进行碳化，冷却后得到碳化物；所述碳化的温度为350℃～550℃，时间为2h～6h；

步骤三、将步骤二中得到的碳化物放置于管式炉中并通入水蒸气进行活化，冷却后得到活化物；所述活化的温度为800℃～1000℃，时间为60min～120min，水蒸气的通入流量为2mL/min～5mL/min；

步骤四、将步骤三得到的活化物先进行碱洗，然后进行酸洗，再用蒸馏水洗涤至中性，经干燥后得到活性炭；所述碱洗的温度为150℃～200℃，时间为60min～120min；所述酸洗的温度为60℃～80℃，时间为60min～120min；

步骤五、将步骤四中得到的活性炭放置于含重金属离子的污水中进行吸附；所述吸附的时间为8h～12h。