[发明专利]一种利用高铁酸钾和核桃壳处理污泥制备的生物炭及方法

说明书

本发明一种利用高铁酸钾和核桃壳处理污泥制备的生物炭及方法，属于污泥处理技术领域，所述方法先在酸性的污泥中加入高铁酸钾和核桃壳粉末后混合均匀，高铁酸钾和核桃壳粉末与绝干污泥量的质量比分别为(0.02～0.06)和(0.3～0.8)，得到混合体系；之后将混合体系脱水处理后得到泥饼，将泥饼和核桃壳粉末按1:(0.3～0.7)的质量比混合均匀后进行热解，得到热解产物，将热解产物中的杂质去除后，得到生物炭，不仅可以改善污泥的脱水性能，还可制备生物炭材料，从而达到对污泥减量化、资源化的目标。

技术领域

本发明属于污泥处理技术领域，具体为一种利用高铁酸钾和核桃壳处理污泥制备的生物炭及方法。

背景技术

污水处理厂中的污泥在未经处理时，含有非常高的含水率，一般都大于99％，通过重力沉降后，含水率仍旧在95％以上。目前化学调理是一种典型的污泥处理方法，常用的化学调理方法为高铁酸钾氧化法。但通过高铁酸钾氧化法调理后，对调理后污泥进行物理压缩时，由于污泥中较高的压缩性无法获得固体浓度高的泥饼。导致泥饼十分容易发生变形，进而对泥饼孔隙造成堵塞，降低了污泥的脱水性能。因此，提高污泥的脱水性能，成为亟需解决的问题。

伴随人类对核桃的大量需求，大量的核桃壳也相继产生，其中少部分核桃壳被制备成不定型颗粒活性炭，用于产品的过滤、吸附、分离或脱色等工艺过程。大部分核桃壳被丢弃或焚毁，造成环境和资源的污染和浪费。因此需要加强对其的综合利用，避免核桃壳资源的大量浪费。

因此在目前的技术中，还没有将高铁酸钾和核桃壳结合起来处理污泥，以提高其脱水性能的报道。

发明内容

针对现有技术中污泥处理后脱水性能低、泥饼易变形以及核桃壳大量焚烧造成污染的难题，本发明提供一种利用高铁酸钾和核桃壳处理污泥制备的生物炭及方法，不仅可以改善污泥的脱水性能，还可制备生物炭材料，从而达到对污泥减量化、资源化的目标。

本发明是通过下述技术方案实现的：

一种利用高铁酸钾和核桃壳处理污泥制备生物炭的方法，包括如下步骤：

步骤1，在酸性的污泥中加入高铁酸钾和核桃壳粉末后混合均匀，高铁酸钾和核桃壳粉末与绝干污泥量的质量比分别为(0.02～0.06)和(0.3～0.8)，得到混合体系；

步骤2，将混合体系脱水处理后得到泥饼，将泥饼和核桃壳粉末按1:(0.3～0.7)的质量比混合均匀后进行热解，得到热解产物；

步骤3，将热解产物中的杂质去除后，得到所述的生物炭。

优选的，步骤1中所述污泥的pH为2～4。

优选的，步骤1先在酸性的污泥中加入高铁酸钾后搅拌15～25min，再加入核桃壳粉末搅拌15～25min，得到混合体系。

优选的，步骤1和步骤2所述核桃壳粉末的粒径为30目～50目。

优选的，步骤2将泥饼在100～110℃下干燥至恒重，再与核桃壳粉末混合均匀后进行热解。

优选的，步骤2将泥饼和核桃壳粉末在400～500℃下进行热解。

进一步，泥饼和核桃壳粉末在所述温度下热解0.5～1.5h后得到热解产物。

优选的，步骤3将热解产物浸泡在0.8～1.2mol/L的盐酸中，之后用去离子水冲洗，直到冲洗液为中性，最后将冲洗液中的沉淀物干燥至恒重，得到所述的生物炭。

进一步，步骤3将沉淀物干燥至恒重后研磨成粉末状固体，得到所述的生物炭。

一种由上述任意一项所述的利用高铁酸钾和核桃壳处理污泥制备生物炭的方法得到的生物炭。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：