一种载锰污泥活性炭材料及其制备方法技术

本发明专利技术是为解决对活性炭材料进行金属氧化物负载的研究，是对负载型污泥活性炭的实用性及应用领域的研究。目的在于提供一种载锰污泥活性炭材料及其制备方法。本发明专利技术的载锰污泥活性炭包含：质量分数比为55％～85％的污泥活性炭和质量分数比为15％～45％的金属锰。其中，污泥活性炭是用剩余污泥干燥制成，锰离子以氧化物中的锰离子状态附着在污泥活性炭的表面。其制备方法包括制备污泥炭胚、活化处理、碳化处理、漂洗处理、烘干处理和金属负载处理六个步骤。得到的本发明专利技术的载锰污泥活性炭粒分布均匀，孔径发达，比表面积较大，在臭氧氧化有机废水过程中发挥了较好的催化活性。且制备步骤简单，生产成本较低。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术是为解决对活性炭材料进行金属氧化物负载的研究，是对负载型污泥活性炭的实用性及应用领域的研究。目的在于提供。本专利技术的载锰污泥活性炭包含：质量分数比为55％～85％的污泥活性炭和质量分数比为15％～45％的金属锰。其中，污泥活性炭是用剩余污泥干燥制成，锰离子以氧化物中的锰离子状态附着在污泥活性炭的表面。其制备方法包括制备污泥炭胚、活化处理、碳化处理、漂洗处理、烘干处理和金属负载处理六个步骤。得到的本专利技术的载锰污泥活性炭粒分布均匀，孔径发达，比表面积较大，在臭氧氧化有机废水过程中发挥了较好的催化活性。且制备步骤简单，生产成本较低。【专利说明】-种载猛污泥活性炭材料及其制备方法
本专利技术设及污水处理后固体废弃物资源化再利用领域，具体设及一种载儘污泥活 性炭材料(负载金属儘的污泥活性炭材料)及其制备方法。
技术介绍
剩余污泥是污水处理的主要副产物。利用剩余污泥制取活性炭是一项剩余污泥再 利用的方法。而污泥活性炭的应用，因其含有大量的重金属氧化物，不但可W作为吸附剂， 同时也是良好的催化剂。 近年，对活性炭材料进行着负载合成的研究。主要负载类型有负载C3N4、负载金属 氧化物或负载双金属等。 现有问题是：哪一种负载型污泥活性炭的效果更好，对负载型污泥活性炭的实用 性能和应用领域还需研究和验证。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种载儘污泥活性炭材料及 其制备方法。 本专利技术提供了一种载儘污泥活性炭，具有运样的特征，包含:质量分数比为55%~ 85%的污泥活性炭和质量分数比为15%~45%的儘元素，其中，污泥活性炭是用生活污水 处理后的剩余污泥干燥制成，儘离子是W存在于氧化物中的儘元素状态附着在污泥活性炭 的表面。 在本专利技术提供的一种载儘污泥活性炭中，还可W具有运样的特征:其中，儘离子包 括四价儘离子。[000引在本专利技术提供的一种载儘污泥活性炭中，还可W具有运样的特征:其中，儘离子还 包含Ξ价儘离子或二价儘离子或Ξ价和二价儘离子的混合物。 本专利技术还提供了一种载儘污泥活性炭的制备方法，具有运样的特征:包括W下步 骤： 步骤一，制备污泥炭胚。将生活污水处理后的污泥饼置于烘箱中，在一定溫度下烘 干并粉碎制成一定粒径的颗粒状，得到污泥炭胚。 步骤二，活化处理。用酸溶液和盐酸盐溶液混合得到复合活化剂，再用复合活化剂 浸溃污泥炭胚22小时~26小时，然后在95°C~115°C溫度下烘干，得到活化炭胚，其中，酸溶 液和盐酸盐溶液的体积比为1:1~1:3，酸溶液的浓度为2mol/L~4mol/L，酸是也S〇4或肥L或 也Κ)4,盐酸盐溶液浓度为2mol/L~4mol/L，盐酸盐是化C12或化C12。 步骤Ξ，碳化处理。将活化炭胚置于500°C~600°C的高溫炉中，在高纯度保护气体 的保护下进行碳化，冷却后得到碳化炭胚。步骤四，漂洗处理。将碳化炭胚用5%~15%浓度的酸溶液漂洗、洗脱，再用特定的 水在70°C~90°C的溫度下漂洗至一定酸碱值。 步骤五，烘干处理。将步骤四中处理过的碳化炭胚放入烘干箱中，在55°C~75°C溫 度下烘干，得到污泥活性炭。 步骤六，金属负载处理。将步骤五得到的污泥活性炭浸溃到0.008mol/L~0.8mol/ L浓度，超声振荡1~3小时后取出烘干，再在高溫炉中高纯度保护气体保护和一定溫度的条 件下加热一段时间，冷却后取出得到载儘污泥活性炭。 在本专利技术提供的一种载儘污泥活性炭中的制备方法，还可W具有运样的特征：其 中，在步骤一中，剩余污泥的含水率为82.3 %~83.0 %，一定溫度为95 °C~115 °C，粒径为 0.5~3mm。 在本专利技术提供的一种载儘污泥活性炭中的制备方法，还可W具有运样的特征：其 中，在步骤二中，酸溶液和盐酸盐溶液的体积比为1:2，酸溶液为浓度是3mol/L的出S〇4溶液， 盐酸盐溶液为浓度是3mol/L的化Cl2溶液。 在本专利技术提供的一种载儘污泥活性炭中的制备方法，还可W具有运样的特征：其 中，在步骤Ξ中，保护气体是氮气、氮气、氛气和氣气中的任意一种，碳化的条件为:升溫速 率为10°C/min，溫度达到550°C后保持恒溫50分钟~70分钟。 在本专利技术提供的一种载儘污泥活性炭中的制备方法，还可W具有运样的特征：其 中，在步骤四中，酸溶液为浓度是10%的盐酸溶液，特定的水是去离子水，一定酸碱值是pH〉 6。 在本专利技术提供的一种载儘污泥活性炭中的制备方法，还可W具有运样的特征：其 中，在步骤五中，烘干为真空脱水烘干。 在本专利技术提供的一种载儘污泥活性炭中的制备方法，还可W具有运样的特征：其 中，在步骤六中，金属负载溶液的浓度为〇.〇8mol/L，金属负载比例为30%，金属负载溶液是 KMn化溶液，超声振荡时间为2小时，加热一段时间为60分钟，高纯度保护气体是氮气、氮气、 氛气和氣气中的任意一种，污泥活性炭与金属负载溶液的浸溃质量体积比为1克:8毫升。 专利技术的作用与效果 根据本专利技术所设及的一种载儘污泥活性炭，因为使用了包含制备污泥炭胚步骤、 活化处理步骤、碳化处理步骤、漂洗处理步骤、烘干处理步骤和金属负载处理步骤得到载儘 污泥活性炭的制备方法，所W，本专利技术的一种载儘污泥活性炭具有在污泥活性炭表面附着 了 W氧化物形式存在的四价儘离子和少量Ξ价、二价儘离子的混合离子的污泥活性炭。该 污泥活性炭，颗粒分布均匀、孔径发达，且活化性能良好，达到了生活水处理后的剩余污泥 再利用的目的，提高了污泥活性炭的利用范围。【附图说明】 图1是本专利技术的实施例中污泥活性炭的制备流程图； 图2(a)是本专利技术的实施例中污泥活性炭的SEM图； 图2(b)是本专利技术的实施例中载儘污泥活性炭的SEM图； 图3是本专利技术的实施例中污泥活性炭和载儘污泥活性炭的不同催化效果曲线图； 图4是本专利技术的实施例中载儘污泥活性炭的不同臭氧浓度下的不同催化效果曲线 图； 图5是本专利技术的实施例中不同载儘污泥活性炭的投加量的不同催化效果曲线图； w及 图6是本专利技术的实施例中为不同pH值条件下的载儘污泥活性炭的不同催化效果曲 线图。【具体实施方式】 为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，W下实 施例结合附图对本专利技术的一种载儘污泥活性炭材料及其制备方法作具体阐述。 实施例1 图1是本专利技术的实施例中污泥活性炭的制备流程图。 如图1所示，本实施例的一种载儘污泥活性炭材料的制备方法包括W下步骤： 步骤一，制备污泥炭胚。从生活污水处理中的二沉池取出的剩余污泥若干，放置于 烘箱在105°C左右的溫度下烘干，然后研磨制备成0.5~3mm颗粒状，得到污泥炭胚备用。 步骤二，活化处理污泥炭胚。将污泥炭胚颗粒活化。用浓度为3mol/L的出S〇4溶液和 浓度为3mol/L的ZnCl2溶液按体积比为1:2的比例充分混合得到复合活化剂溶液。再W复合 活化剂溶液与干污泥炭胚的重量比为1:1的比例将颗粒状污泥炭胚浸泡24小时，然后置于 105°C左右的环境中烘干，得到活化炭胚。 步骤Ξ，碳化处理活化炭胚。将活化炭胚放入电加热炉中，在高纯度不活泼气体氮 气的保护下进行碳化。碳化条件为:升溫速率10°c/分钟，在达到550°C后保持恒溫60分钟得 到碳化炭胚。 步骤四，漂洗处理碳化炭本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种载锰污泥活性炭，其特征在于，包含：质量分数比为55％～85％的污泥活性炭；以及质量分数比为15％～45％的锰元素，其中，所述污泥活性炭是用生活污水处理后的剩余污泥干燥制成，所述锰元素是以存在于氧化物中的锰离子状态附着在所述污泥活性炭的表面。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙亚茹，黄远星，李亮，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：上海;31