一种磁性污泥基活性炭的制作方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103406094A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103406094103406094A(43)申请公布日2013.11.27(21)申请号201310217675.7(22)申请日2013.06.04(71)申请人北京林业大学地址100083北京市海淀区清华东路35号(72)发明人张立秋王雪封莉(51)Int.Cl.B01J20/20(2006.01)B01J20/30(2006.01)C02F11/00(2006.01)C02F1/28(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书4页说明书4页附图3页附图3页(54)发明名称一种磁性污泥基活性炭的制作方法(57)摘要本发明以城市污水厂剩余污泥为主要原料制备磁性污泥基活性炭，解决现有活性炭催化剂难以回收利用的问题。首先将已干燥的剩余污泥经氯化铁和氯化亚铁混合溶液活化剂浸泡活化24h后，滴加氨水，放入105℃干燥箱烘干，通过马弗炉进行炭化、活化，用蒸馏水清洗，研磨，分筛，磁分离可制得磁性污泥基活性炭。本发明制得的磁性污泥基活性炭非常方便分离回收，而且此活性炭具有很好的催化氧化和吸附重金属的能力。CN103406094ACN103469ACN103406094A权利要求书1/1页1.一种磁性污泥基活性炭的制备方法，该方法以城市污水处理厂剩余污泥为主要原料，其特征在于包括以下过程：(a)将城市污水厂的剩余污泥于105℃干燥箱烘干(24h)，然后用粉碎机粉碎至过200目分样筛，得到污泥粉。(b)将污泥粉加入氯化亚铁和氯化铁的混合溶液中浸泡24小时进行活化，然后在快速搅拌下加入氨水，放入105℃干燥箱中烘干(48h)。(c)将(b)处理后的污泥放入马弗炉程序升温至炭化所需最佳温度炭化45分钟，至活化所需最佳温度活化60分钟，然后冷却至室温。(d)将(c)处理后的物质用蒸馏水清洗，干燥，研磨，过筛制得粒径大于0.1毫米，小于0.15毫米粉末，用磁铁分选出具有磁性的污泥基活性炭。(e)经过以上步骤制成的磁性污泥基活性炭可用于吸附水中重金属离子及催化氧化有机物。2.如权利要求1所述的一种磁性污泥基活性炭的制备方法，其特征在于所用的城市污水厂的污泥本身具复杂的成分，制得的活性炭表面物质丰富，官能团和无机物含量较高。3.如权利要求1所述的一种磁性污泥基活性炭的制备方法，其特征在于所述的化学活化剂为氯化铁和氯化亚铁混合溶液。4.如权利要求1所述的一种磁性污泥基活性炭的制备方法，其特征在于活性炭的制作过程中直接产生磁性，而不是生产出活性炭后再附加磁性，负载磁性的过程中不添加粘合剂和表面活性剂。5.如权利要求1所述的一种磁性污泥基活性炭的制备方法，其特征在于此活性炭可用于吸附水中重金属离子及催化氧化剂去除有机物。2CN103406094A说明书1/4页一种磁性污泥基活性炭的制作方法所属技术领域[0001]本发明涉及一种将城市污水处理厂剩余污泥制备磁性活性炭的制备方法，尤其是涉及一种在活性炭制作过程直接负载磁性的方法。背景技术[0002]目前，磁性活性炭的制作多以成品活性炭为材料，而成品活性炭大多数是木炭及煤炭。由于木材再生慢，加之木材的大量消耗，使木质活性炭的发展受到限制。而煤质活性炭又由于煤炭资源的减少而生产成本不断增高。因此，寻找其他资源代替木材、煤炭等传统原料制备活性炭成为多方关注的热点。将城市污水处理厂的剩余污泥作为原料制取活性炭，既可以为剩余污泥的处理找到出路，有效降低污水处理厂的运行成本，解决处理不当带来的环境问题；[0003]在活性炭的使用过程中活性炭分离及重复使用是活性炭发展的限制因素，磁性活性炭可以利用其具有的磁性采用磁分离技术对其有效分离回收，进而以解决普通活性炭在水处理过程中的分离回收问题。[0004]在活性炭生产过程中同时负载磁性，不仅有效利用了活化剂，而且过程简单，不添加粘合剂和表面活性剂，节省资源、能源，具有良好的环境效益和经济效益。尽管氯化铁活化的活性炭与常规活化剂氯化锌活化的活性炭相比，比表面积会低些，但是氯化锌的价格高，环境污染大，氯化铁盐则没有这些缺点，而且在水溶液中铁离子小于锌离子，可以增加活性炭的微孔的数量，因而氯化铁盐成为一种可选的活化剂；自从Jans和Hoigné(1998)发现，活性炭可以促进臭氧分解产生羟基自由基，活性炭催化臭氧氧化技术作为一种高级氧化技术就得到了广泛关注，已经有大量活性炭催化臭氧氧化有机物的试验表明，该工艺可以显著提升有机物的降解速率和矿化率、以及臭氧的利用效率；纳米四氧化三铁也常常用于催化芬顿降解有机物，所以负载四氧化三铁的磁性污泥基活性炭是一种良好的催化剂。同时活性炭由于其发达的孔隙结构、巨大的比表面积、稳定的化学性质、较高的机械强度、可再生性等特