專利名稱：一種造紙污泥顆粒活性炭填料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種造紙污泥顆?；钚蕴刻盍霞捌渲苽浞椒ǎ瑢侪h(huán)境科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著造紙工業(yè)的發(fā)展，造紙污泥的產(chǎn)量也急劇增長，由于經(jīng)費和技術(shù)上的原因，目前造紙污泥總的處理狀況還是以填埋、堆放和焚燒為主，傳統(tǒng)的處理方式浪費大量的土地資源，而且會造成二次污染，如何合理處置和利用這些污泥已經(jīng)成為世界各國共同重視和關(guān)注的環(huán)保問題熱點之一。目前生產(chǎn)活性炭的原料主要為木材、椰殼及煤炭等，其生產(chǎn)成本較高，使其在廢水處理領(lǐng)域中的應(yīng)用受到限制。而造紙污泥中有機組分含量高，可以作為制作活性炭的原料使用。當(dāng)前水處理領(lǐng)域中所用填料多用粘土、膨潤土和高嶺土等燒制。本發(fā)明以造紙污泥為主要原料，可以獲得具有高比較面積、孔隙發(fā)達(dá)的顆粒污泥活性炭填料，可以用于廢水的處理和用作曝氣生物濾池及生物流化床的填料，同時將造紙污泥資源化，減少了污泥造成的環(huán)境污染，符合低碳經(jīng)濟(jì)的思想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種造紙污泥顆粒活性炭填料及其制備方法， 該方法工藝簡單實用，污泥添加量可達(dá)到90 %，實現(xiàn)了污泥的資源化利用。術(shù)語說明干化造紙污泥是指，在制漿造紙過程中的造紙廢水經(jīng)過處理生成的濃縮污泥，自然通風(fēng)下晾曬形成的干化污泥。一種造紙污泥顆?；钚蕴刻盍?，重量份原料組成為干化造紙污泥70-90份，膨潤土 10-30份；所述活性炭填料顆粒密度為1050-1300Kg/m3，比表面積為80-200m2/g ；是由以下方法制備而成原料混合均勻后通過造粒得生料球；將生料球干燥后在400-500°C下炭化30-40 分鐘；將炭化料球加入鹽酸或硫酸中浸泡6-9h進(jìn)行改性處理；然后放入活化爐中進(jìn)行活化處理，活化溫度為800-900°C。根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，干化造紙污泥與膨潤土的重量比為90 10，顆粒密度為 1200-1300Kg/m3,比表面積為120-150m2/g。特別適合用作污水吸附處理的填料。根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，干化造紙污泥與膨潤土的重量比為80 20，顆粒密度為 1050-1100Kg/m3，比表面積為180-200m2/g。特別適合用作流化床反應(yīng)器填料。根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，干化造紙污泥與膨潤土的比例為70 30，顆粒密度為 1250-1300Kg/m3,比表面積為80-100m2/g。特別適合用作曝氣生物濾池反應(yīng)器填料。根據(jù)本發(fā)明，一種造紙污泥顆?；钚蕴刻盍系闹苽浞椒ǎㄈ缦虏襟E(1)分別將干化造紙污泥及膨潤土破碎，并過100目篩，顆粒直徑彡0. 15mm ；(2)按比例稱取步驟(1)處理好的干化造紙污泥和膨潤土，混合均勻，加入粘合劑在造粒機內(nèi)造得生料球；(3)將生料球在常溫下干燥，然后隔絕空氣在400-500°C下炭化30_40分鐘；得炭化料球；(4)將炭化料球放入IOwt %的鹽酸或20wt %硫酸中浸泡6_9h進(jìn)行改性處理；(5)將步驟(4)酸浸泡后的料球放入活化爐中進(jìn)行活化處理，活化溫度為 800-900 "C。根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，所述步驟(3)中所用的粘合劑為含羧基纖維素鈉與 5wt%。聚乙烯醇的混合溶液。根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，所述步驟( 活化處理時通入活化氣體，活化氣體為(X)2或
水蒸氣。根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，所述步驟( 中干化造紙污泥與膨潤土的重量比為85 15。本發(fā)明制備的造紙污泥顆?；钚蕴刻盍?，顆粒密度為1050_1300Kg/m3，比表面積為80-200m2/g，孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)，強度高；不同工藝條件下燒制的填料可分別用于污水的吸附處理、曝氣生物濾池或流化床等反應(yīng)器填料，應(yīng)用范圍廣。本發(fā)明制備的造紙污泥顆?；钚蕴刻盍?，工藝簡單，原料易得，生產(chǎn)成本低廉。本發(fā)明制備的造紙污泥顆粒活性炭可以作為商品活性炭的替代品用在廢水的吸附處理中，也可以作為填料應(yīng)用在曝氣生物濾池及生物流化床反應(yīng)器中。將造紙污泥資源化利用，減少了填料生產(chǎn)對粘土、高嶺土等資源的利用，符合低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。


圖1是實施例1的造紙污泥顆?；钚蕴刻盍系膾呙桦婄R照片。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步修改，但不限于此。實施例中使用的活化爐為 CN101723362A “一種碳化活化一體式活性炭燒結(jié)裝置”；造粒用復(fù)合粘合劑是含羧基纖維素鈉與5wt%。聚乙烯醇的混合溶液。實施例1、(1)分別將干化的造紙污泥及膨潤土破碎，并過100目篩，顆粒直徑彡0. 15mm ；(2)將過篩后的干化造紙污泥和膨潤土按重量比90 ；10混合均勻，使用復(fù)合粘合劑在造粒機內(nèi)造生料球；(3)將生料球在常溫下干燥，然后隔絕空氣在400_500°C下炭化30_40分鐘；(4)炭化后的生料球放入活化爐中進(jìn)行活化處理，活化溫度為850-900°C。制得的污泥顆?；钚蕴刻盍项w粒密度為1200_1300Kg/m3，比表面積為120_150m2/ g，其大空、介孔和微孔結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)，如圖1掃描電鏡照片所示，且生產(chǎn)成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于商品顆粒活性炭，可以作為其替代品用在廢水的吸附處理中。實施例2、(1)分別將干化的造紙污泥及膨潤土破碎，并過100目篩，顆粒直徑彡0. 15mm ；(2)將過篩后的干化造紙污泥和膨潤土按重量比80 20混合均勻，使用復(fù)合粘合劑在造粒機內(nèi)造生料球；
(3)將生料球在常溫下干燥，然后隔絕空氣在400-500°C下炭化30_40分鐘；(4)將炭化產(chǎn)物放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的鹽酸或20%硫酸中中浸泡6_9h進(jìn)行改性處理；(5)將酸浸泡后的球體放入活化爐中進(jìn)行活化處理，活化溫度為800-900°C。制備的污泥顆?；钚蕴刻盍项w粒密度為1050-1100Kg/m3，比表面積為180_200m2/ g，密度接近水，易流化，孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)，利于掛膜，適合做為生物流化床反應(yīng)器的填料。實施例3、(1)分別將干化的造紙污泥及膨潤土破碎，并過100目篩，顆粒直徑彡0. 15mm ；(2)將過篩后的干化造紙污泥和膨潤土按重量比70 ；30混合均勻，使用復(fù)合粘合劑在造粒機內(nèi)造生料球；(3)將生料球在常溫下干燥，然后隔絕空氣在400-500°C下炭化30_40分鐘；(4)炭化后的生料球放入活化爐中進(jìn)行活化處理，活化溫度為800-850°C。制備的污泥顆?；钚蕴刻盍项w粒密度為1250-1300Kg/m3，比表面積為80_100m2/ g，孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)，利于掛膜，適合做為曝氣生物濾池的填料。
權(quán)利要求
1.一種造紙污泥顆?；钚蕴刻盍希涮卣髟谟谥亓糠菰辖M成為干化造紙污泥 70-90份，膨潤土 10-30份；所述活性炭填料顆粒密度為1050-1300kg/m3，比表面積為 80-200m2/g ；是由以下方法制備而成原料混合均勻后通過造粒得生料球；將生料球干燥后在400-50(TC下炭化30-40分鐘； 將炭化料球加入鹽酸或硫酸中浸泡6-9h進(jìn)行改性處理；然后放入活化爐中進(jìn)行活化處理， 活化溫度為800-900°C。
2.如權(quán)利要求1所述的造紙污泥顆?；钚蕴刻盍?，其特征在于所述干化造紙污泥與膨潤土的重量比為90 10，顆粒密度為1200-1300Kg/m3，比表面積為120-150m2/g ；特別適合用作污水吸附處理的填料。
3.如權(quán)利要求1所述的造紙污泥顆?；钚蕴刻盍?，其特征在于所述干化造紙污泥與膨潤土的重量比為80 20，顆粒密度為1050-1100Kg/m3，比表面積為180-200m2/g ；特別適合用作流化床反應(yīng)器填料。
4.如權(quán)利要求1所述的造紙污泥顆?；钚蕴刻盍?，其特征在于所述干化造紙污泥與膨潤土的比例為70 30，顆粒密度為1250-1300Kg/m3，比表面積為80-100m2/g ；特別適合用作曝氣生物濾池反應(yīng)器填料。
5.一種權(quán)利要求1-4任一項所述的造紙污泥顆?；钚蕴刻盍系闹苽浞椒?，步驟如下(1)分別將干化造紙污泥及膨潤土破碎，并過100目篩，顆粒直徑<0. 15mm ；(2)按比例稱取步驟(1)處理好的干化造紙污泥和膨潤土，混合均勻，加入粘合劑在造粒機內(nèi)造得生料球；(3)將生料球在常溫下干燥，然后隔絕空氣在400-500°C下炭化30-40分鐘；得炭化料球；(4)將炭化料球放入IOwt%的鹽酸或20wt%硫酸中浸泡6-9h進(jìn)行改性處理；(5)將酸浸泡后的料球放入活化爐中進(jìn)行活化處理，活化溫度為800-900°C。
6.如權(quán)利要求5所述的造紙污泥顆?；钚蕴刻盍系闹苽浞椒?，其特征在于所述步驟 (3)中所用的粘合劑為含羧基纖維素鈉與5wt%。聚乙烯醇的混合溶液。
7.如權(quán)利要求5所述的造紙污泥顆?；钚蕴刻盍系闹苽浞椒ǎ涮卣髟谟谒霾襟E (5)活化爐中使用的活化氣體為(X)2或水蒸氣。
8.如權(quán)利要求5所述的造紙污泥顆粒活性炭填料的制備方法，其特征在于其特征在于所述步驟0)中干化造紙污泥與膨潤土的重量比為85 15。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種造紙污泥顆?；钚蕴刻盍霞捌渲苽浞椒ā８苫旒埼勰?0-90重量份、膨潤土10-30重量份混合，在造粒機內(nèi)進(jìn)行造球，置于常溫下干燥，生料球先在低溫下炭化，炭化的料球用鹽酸進(jìn)行改性，而后在活化爐中進(jìn)行活化。本發(fā)明制備的污泥顆?；钚蕴刻盍?，具有比較面積大、孔隙發(fā)達(dá)、強度高等特點。不同工藝條件下燒制的填料可分別用于污水處理、曝氣生物濾池及流化床等反應(yīng)器填料，應(yīng)用范圍廣，成本低。
文檔編號C02F1/28GK102205964SQ20111010305
公開日2011年10月5日 申請日期2011年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月25日
發(fā)明者于慧, 于歡, 岳欽艷, 李雁杰, 趙海霞, 高寶玉, 高悅 申請人:山東大學(xué)