一種防污染活性炭吸附劑的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及吸附劑領(lǐng)域，具體的是一種防污染活性炭吸附劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著城市化進(jìn)程的加快、城市人口的增加以及環(huán)保意識的加強(qiáng)，城市工業(yè)廢水與生活污水的排放量日益增多，城市污水處理率也逐年提高，污水廠的污泥產(chǎn)生率也急劇增加。污水處理廠的污泥含水率高，有大量的有機(jī)物、有毒有害物質(zhì)等的具有復(fù)雜流變性的半干性固體廢物，它容量大、易腐敗、不穩(wěn)定、有惡臭，如不妥善處理，將帶來嚴(yán)重的環(huán)境污染。活性炭是多孔吸附材料，具有豐富的孔隙結(jié)構(gòu)、較高的比表面積以及很強(qiáng)的吸附能力。近年來廣泛應(yīng)用于凈化空氣、除臭、脫色、污水處理等，需求量增加?；钚蕴康脑牧现饕敲汉湍静牡群疾牧希杀据^高，污泥中含有大量的有機(jī)物，具有被加工成含碳吸附劑的客觀條件，利用污泥熱解法制備活性炭活性炭，不僅能獲得廉價的活性炭，將污泥中可溶性重金屬轉(zhuǎn)化成難溶物固定在活性炭中，從而減少對環(huán)境的污染，還可以將污泥活性炭運(yùn)用于污水處理、空調(diào)凈化、脫色、有毒有害物質(zhì)等處理。
[0003]空調(diào)濾清器主要是以活性炭作為原料，經(jīng)特殊工藝加工制得集吸附、過濾、截獲、催化等作用于一體?；钚蕴渴且环N多孔性的含碳物質(zhì)，其高度發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)使它具有龐大的表面積，所以很容易與空氣中的有毒有害氣體充分接觸，這種高度發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)構(gòu)成了一個強(qiáng)大吸附力場，賦予了活性炭特有的吸附性能，從而達(dá)到吸附、凈化的作用。但是普通活性炭比表面積低，吸附性能差，吸附劑容易飽和，吸附效率低，且分離不方便等方面的缺點，現(xiàn)有的活性炭濾芯基本上沒有對活性炭進(jìn)行有效的處理，會出現(xiàn)污染，嚴(yán)重影響吸附效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種防污染活性炭吸附劑及其制備方法。
[0005]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種防污染活性炭吸附劑，由下列重量份的原料制成:污泥100-150、玉米秸桿13-17、花生殼15-24、氯化鋅30-50、硅酸鎂13-16、氧化鋯6_9、十六烷基三甲基溴化銨2_4、聚乙烯醇2-3、ZSM-1l分子篩8-11、硅酸鈣6_8、氧化鋁5_6、蒸餾水適量；
本發(fā)明所述一種防污染活性炭吸附劑，由以下具體步驟制成:
(1)將污水處理廠的污泥于自然條件下風(fēng)干，之后于烘箱中110°C下干燥18-20h，冷卻后研磨成粒徑為1_3_的污泥顆粒待用；
(2)將玉米秸桿、花生殼置于烘箱中于80°C下烘干至恒重，冷卻后粉碎大小成l_5mm待用；
(3)將步驟(I)和步驟(2)中的物料混合后置于管式爐中于400-600°C下熱解炭化Ih待用；
(4)將氯化鋅、硅酸鎂和氧化鋯混合均勻，加入適量的蒸餾水將氯化鋅配制成4mol/l的濃度，超聲分散10-20min后和步驟(3)的產(chǎn)物浸泡12h ；
(5)將步驟(4)得到的浸漬產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至烘箱中于110°C下干燥10-12h ；
(6)將步驟(5)得到的干燥產(chǎn)物和錳礦石粉放入馬弗爐中，通入氮氣作為保護(hù)氣氛，以10-20° C/min速度升溫，升高至400-750° C時，恒溫保持50_150min，隨爐冷卻后粉碎備用；
(7)將ZSM-1l分子篩、硅酸鈣、氧化鋁和步驟(6)所得的物料混合均勻，加入聚乙烯醇水溶液攪拌成濕態(tài)混合物，然后加到圓盤造粒機(jī)中制成小球，經(jīng)篩分后選出粒徑大小在5-15mm范圍，然后在200-250° C下煅燒0.5_lh ；
(8)將十六烷基三甲基溴化銨用5-7倍的乙醇溶解，攪拌均勻后將步驟(7)得到的產(chǎn)物加入其中，超聲分散l_2h后用蒸餾水清洗至PH呈中性烘干即可。
[0006]本發(fā)明的優(yōu)點是:本發(fā)明在污泥中添加的玉米秸桿和花生殼增加了污泥的含碳量，提高了污泥的吸附性，將氯化鋅用氧化鋯和硅酸鎂改性活化活性炭，增多了污泥活性炭的孔徑，提高了吸附性能和殺菌性，利用錳礦石粉在高溫煅燒時形成骨架使污泥活性炭不易掉粉、耐磨，并且利用十六烷基三甲基溴化銨改性增強(qiáng)了吸附劑的吸附性能，擴(kuò)大了吸附范圍，對陰離子的污染物吸附性好，添加的ZSM-1l分子篩、硅酸鈣和氧化鋁原料無毒，吸附性能高，交換性好，耐火，提高了污泥活性炭的吸附性能，本發(fā)明制備的吸附劑耐污染，吸附容量高，吸附范圍廣，吸附和分離速度快，可重復(fù)利用，吸附過程無二次污染，值得推廣。
【具體實施方式】
[0007]下面通過具體實例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0008]一種防污染活性炭吸附劑，由下列重量份(公斤)的原料制成:污泥140、玉米秸桿15、花生殼18、氯化鋅43、硅酸鎂15、氧化鋯8、十六烷基三甲基溴化銨3、聚乙烯醇3、ZSM-1l分子篩9、硅酸鈣7、氧化鋁6、蒸餾水適量；
本發(fā)明所述一種防污染活性炭吸附劑，由以下具體步驟制成:
(1)將污水處理廠的污泥于自然條件下風(fēng)干，之后于烘箱中110°C下干燥18h，冷卻后研磨成粒徑為1_3_的污泥顆粒待用；
(2)將玉米秸桿、花生殼置于烘箱中于80°C下烘干至恒重，冷卻后粉碎大小成l_5mm待用；
(3)將步驟(I)和步驟(2)中的物料混合后置于管式爐中于600°C下熱解炭化Ih待用；
(4)將氯化鋅、硅酸鎂和氧化鋯混合均勻，加入適量的蒸餾水將氯化鋅配制成4mol/l的濃度，超聲分散20min后和步驟(3)的產(chǎn)物浸泡12h ；
(5)將步驟(4)得到的浸漬產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至烘箱中于110°C下干燥12h ;
(6)將步驟(5)得到的干燥產(chǎn)物和錳礦石粉放入馬弗爐中，通入氮氣作為保護(hù)氣氛，以10-20° C/min速度升溫，升高至580° C時，恒溫保持lOOmin，隨爐冷卻后粉碎備用；
(7)將ZSM-1l分子篩、硅酸鈣、氧化鋁和步驟(6)所得的物料混合均勻，加入聚乙烯醇水溶液攪拌成濕態(tài)混合物，然后加到圓盤造粒機(jī)中制成小球，經(jīng)篩分后選出粒徑大小在
5-15mm范圍，然后在200° C下煅燒Ih ;
(8)將十六烷基三甲基溴化銨用6倍的乙醇溶解，攪拌均勻后將步驟(7)得到的產(chǎn)物加入其中，超聲分散2h后用蒸餾水清洗至PH呈中性烘干即可。
[0009]經(jīng)測定，具體實施例中制備的活性炭吸附劑的性能指標(biāo)如下: 落粉率(％):1 ；
抗壓強(qiáng)度(N/顆):24 ;
磨損率(％):0.8 ；
碘吸附(mg/g):1110 ；
靜態(tài)水吸附量(％):19.5。
【主權(quán)項】
1.一種防污染活性炭吸附劑，其特征在于，由以下重量份的原料制成:污泥100-150、玉米秸桿13-17、花生殼15-24、氯化鋅30-50、硅酸鎂13-16、氧化鋯6_9、十六烷基三甲基溴化銨2-4、聚乙烯醇2-3、ZSM-1l分子篩8_11、硅酸鈣6_8、氧化鋁5_6、蒸餾水適量。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種防污染活性炭吸附劑，其特征在于，由以下具體步驟制成: (1)將污水處理廠的污泥于自然條件下風(fēng)干，之后于烘箱中110°C下干燥18-20h，冷卻后研磨成粒徑為1_3_的污泥顆粒待用； (2)將玉米秸桿、花生殼置于烘箱中于80°C下烘干至恒重，冷卻后粉碎大小成l_5mm待用； (3)將步驟(I)和步驟(2)中的物料混合后置于管式爐中于400-600°C下熱解炭化Ih待用； (4)將氯化鋅、硅酸鎂和氧化鋯混合均勻，加入適量的蒸餾水將氯化鋅配制成4mol/l的濃度，超聲分散10-20min后和步驟(3)的產(chǎn)物浸泡12h ； (5)將步驟(4)得到的浸漬產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至烘箱中于110°C下干燥10-12h ； (6)將步驟(5)得到的干燥產(chǎn)物和錳礦石粉放入馬弗爐中，通入氮氣作為保護(hù)氣氛，以10-20° C/min速度升溫，升高至400-750° C時，恒溫保持50_150min，隨爐冷卻后粉碎備用； (7)將ZSM-1l分子篩、硅酸鈣、氧化鋁和步驟(6)所得的物料混合均勻，加入聚乙烯醇水溶液攪拌成濕態(tài)混合物，然后加到圓盤造粒機(jī)中制成小球，經(jīng)篩分后選出粒徑大小在5-15mm范圍，然后在200-250° C下煅燒0.5_lh ； (8)將十六烷基三甲基溴化銨用5-7倍的乙醇溶解，攪拌均勻后將步驟(7)得到的產(chǎn)物加入其中，超聲分散l_2h后用蒸餾水清洗至PH呈中性烘干即可。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種防污染活性炭吸附劑，其特征在于，由以下重量份的原料制成：污泥100-150、玉米秸稈13-17、花生殼15-24、氯化鋅30-50、硅酸鎂13-16、氧化鋯6-9、十六烷基三甲基溴化銨2-4、聚乙烯醇2-3、ZSM-11分子篩8-11、硅酸鈣6-8、氧化鋁5-6、蒸餾水適量；本發(fā)明添加的ZSM-11分子篩、硅酸鈣和氧化鋁原料無毒，吸附性能高，交換性好，耐火，提高了污泥活性炭的吸附性能，本發(fā)明制備的吸附劑耐污染，吸附容量高，吸附范圍廣，吸附和分離速度快，可重復(fù)利用，吸附過程無二次污染，值得推廣。
【IPC分類】B01J20/30, B01J20/26
【公開號】CN104888727
【申請?zhí)枴緾N201510258212
【發(fā)明人】孫夕雨
【申請人】蚌埠德美過濾技術(shù)有限公司
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年5月20日