【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于活性污泥处理，具体涉及去除废水cod的混合污泥基生物炭及其制备方法和应用。
技术介绍
1、由于农药和医药行业的废水成分十分复杂，须经专门的废水处理厂进行处理，这些废水处理会产生大量的污泥。与城市污水处理产生的污泥不同，农药医药废水处理产生的污泥含有大量金属，因此，与市政污泥相比，农药医药废水处理产生的污泥的灰分含量较高。且由于农药医药废水处理产生的污泥中存在有毒物质，该污泥通常被视为危废处理，处置成本较高。因此，有必要提供一种低成本的农药医药废水污泥的处理方法。
2、已有利用污/废水处理污泥制备生物炭的方法通常是一步热解炭化，制备的生物炭比表面积和孔容小，吸附性能差。为提高污泥基的生物炭的吸附性能，通常需要后续的药剂活化，导致生物炭的碳损失严重，制备成本也显著增加。因此，有必要研发一种低成本的高效污泥基生物炭制备方法。
3、农药医药废水中含有大量难降解污染物，传统的生物处理难以去除，导致生物处理后的二沉池出水中cod(化学耗氧量，代表有机物含量的水质指标)高，达不到排放要求，经常在深度处理中采用活性炭吸附处理降低废水的cod。该活性炭通常为商业化的煤基活性炭，比表面积大，吸附性能好，但存在成本高等问题。
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的目的在于提出去除废水cod的混合污泥基生物炭及其制备方法和应用。本专利技术采用农药和/或医药废水处理污泥制备高效生物炭，并用于该废水的深度处理去除废
2、在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种制备高效去除废水cod的混合污泥基生物炭的方法。根据本专利技术的实施例，所述方法包括：
3、(1)将农药和/或医药废水处理污泥与生活污水处理污泥混合，以便得到混合污泥；
4、(2)在氮气氛围下，对所述混合污泥进行热解炭化，以便得到第一中间生物炭；
5、(3)将所述第一中间生物炭与酸溶液混合，反应，以便得到第二中间生物炭；
6、(4)在氮气氛围下，对所述第二中间生物炭进行热解，以便得到生物炭。
7、根据本专利技术实施例的制备高效去除废水cod的混合污泥基生物炭的方法，第一，本专利技术采用可行的生物炭制备工艺，包括混合污泥、热解炭化、酸洗和热解。该制备工艺简单易实施，没有经过活化过程就可以得到高比表面积、高孔容以及丰富介孔的高效生物炭，且该生物炭表现出更好的cod去除能力，在工业废水处理中展示了良好的应用前景。第二，农药和/或医药废水处理产生的污泥属于污水厂产生的危废，本专利技术基于农药和/或医药废水处理产生的污泥生产生物炭实现了废物利用，不仅减少了污水厂污泥危废处理量，而且减少了废水深度处理中商用活性炭的使用量，显著降低了污泥的处置成本以及活性炭的购置费。第三，生物炭的制备过程中采用两次热解炭化和酸洗调孔就可以得到较大比表面积以及孔体积的高效生物炭，不使用高成本的活化剂(如zncl2、koh或者naoh等)。因此，本专利技术的生物炭合成方法是经济可行的。第四，本专利技术中生物炭在500mg/l投加量下对含156mg/lcod的农药医药废水中的cod去除率为45.3％，这与1000mg/g碘值的商用活性炭相当。第五，经过五次循环后，生物炭保留了首次吸附时94.7％的cod去除性能。且生物炭可按照步骤s400的条件进行再生。第六，本专利技术通过经济可行的方法将危废污泥资源化，所制备的生物炭去除废水中cod的效率与高性能商用活性炭相当。该方法能减少污水厂中污泥危废的产生，同时减少深度处理中商用活性炭的使用，实现危废减量化和资源化。
8、另外，根据本专利技术上述实施例的制备高效去除废水cod的混合污泥基生物炭的方法还可以具有如下附加的技术特征：
9、在本专利技术的一些实施例中，在步骤(1)中，所述农药和/或医药废水处理污泥的干重与所述生活污水处理污泥的干重的比例为(9:1)～(7:3)；和/或，在步骤(1)中，对所述混合污泥进行干燥，粉碎，过10目～18目筛，得到颗粒状混合污泥。
10、在本专利技术的一些实施例中，在步骤(1)中，基于所述农药和/或医药废水处理污泥的总干重为100％，所述农药和/或医药废水处理污泥的灰分含量为56.1％～64.3％，所述农药和/或医药废水处理污泥中的灰分包括fe元素、ca元素和na元素；基于所述农药和/或医药废水处理污泥的总干重为100％，所述fe元素的含量为24.6％～38.9％，所述ca元素的含量为4.5％～6.8％，所述na元素的含量为8.0％～10.4％。
11、在本专利技术的一些实施例中，所述农药和/或医药废水处理污泥中还包括c元素和n元素，基于所述农药和/或医药废水处理污泥的总干重为100％，所述c元素的含量为15.4％，所述n元素的含量为3.1％。
12、在本专利技术的一些实施例中，在步骤(1)中，基于所述生活污水处理污泥的总干重为100％，所述生活污水处理污泥的灰分含量为43.8％～45.6％，所述生活污水处理污泥中的灰分包括si元素、p元素、fe元素和k元素；基于所述生活污水处理污泥的总干重为100％，所述si元素的含量为10.4％～18.4％，所述p元素的含量为4.1％～13.9％，所述fe元素的含量为3.9％～6.8％，所述k元素的含量为2.3％～2.4％。
13、在本专利技术的一些实施例中，所述生活污水处理污泥中还包括c元素和n元素，基于所述生活污水处理污泥的总干重为100％，所述c元素的含量为23.3％，所述n元素的含量为4.4％。
14、在本专利技术的一些实施例中，在步骤(2)中，所述热解炭化的温度为700℃～800℃，时间为1h～2h。
15、在本专利技术的一些实施例中，在步骤(3)中，所述酸溶液为1m～3m的盐酸，所述第一中间生物炭的投加量为40g/l酸溶液，反应时间为24h～48h。
16、在本专利技术的一些实施例中，在步骤(4)中，所述热解的温度为700℃～800℃，时间为0.25h～0.75h；和/或，步骤(4)得到的所述生物炭的比表面积为565.0m2/g～691.4m2/g，总孔体积为0.781cm3/g～0.894cm3/g。
17、在本专利技术的第二个方面，本专利技术提出了一种采用以上实施例所述方法制备得到的高效去除废水cod的混合污泥基生物炭。由此，该生物炭具有高比表面积、高孔容以及丰富介孔且该生物炭表现出更好的cod去除能力，在500mg/l投加量下对含156mg/l cod的农药医药废水中的cod去除率为45.3％，这与1000mg/g碘值的商用活性炭相当。
18、在本专利技术的第三个方面，本专利技术提出了一种采用以上实施例所述方法制备得到的混合污泥基生物炭高效去除废水cod的方法。根据本专利技术的实施例，所述方法还包括：
19、(5)将所述生物炭与农药和/或医药废水混合，以便去除废水中的cod。
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1.一种制备高效去除废水COD的混合污泥基生物炭的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述农药和/或医药废水处理污泥的干重与所述生活污水处理污泥的干重的比例为(9:1)～(7:3)；
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，基于所述农药和/或医药废水处理污泥的总干重为100％，所述农药和/或医药废水处理污泥的灰分含量为56.1％～64.3％，所述农药和/或医药废水处理污泥中的灰分包括Fe元素、Ca元素和Na元素；基于所述农药和/或医药废水处理污泥的总干重为100％，所述Fe元素的含量为24.6％～38.9％，所述Ca元素的含量为4.5％～6.8％，所述Na元素的含量为8.0％～10.4％。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述农药和/或医药废水处理污泥中还包括C元素和N元素，基于所述农药和/或医药废水处理污泥的总干重为100％，所述C元素的含量为15.4％，所述N元素的含量为3.1％。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，基于所述生活污
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述生活污水处理污泥中还包括C元素和N元素，基于所述生活污水处理污泥的总干重为100％，所述C元素的含量为23.3％，所述N元素的含量为4.4％。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述热解炭化的温度为700℃～800℃，时间为1h～2h；
8.一种采用权利要求1-7中任一项所述方法制备得到的高效去除废水COD的混合污泥基生物炭。
9.一种采用权利要求1-7中任一项所述方法制备得到的混合污泥基生物炭高效去除废水COD的方法，还包括：
10.根据权利要求9所述的高效去除废水COD的方法，其特征在于，在步骤(5)中，所述生物炭的投加量为500mg/L废水，所述废水为农药医药工业园区集中污水处理厂生物处理后的二沉池出水；
...【技术特征摘要】
1.一种制备高效去除废水cod的混合污泥基生物炭的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述农药和/或医药废水处理污泥的干重与所述生活污水处理污泥的干重的比例为(9:1)～(7:3)；
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，基于所述农药和/或医药废水处理污泥的总干重为100％，所述农药和/或医药废水处理污泥的灰分含量为56.1％～64.3％，所述农药和/或医药废水处理污泥中的灰分包括fe元素、ca元素和na元素；基于所述农药和/或医药废水处理污泥的总干重为100％，所述fe元素的含量为24.6％～38.9％，所述ca元素的含量为4.5％～6.8％，所述na元素的含量为8.0％～10.4％。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述农药和/或医药废水处理污泥中还包括c元素和n元素，基于所述农药和/或医药废水处理污泥的总干重为100％，所述c元素的含量为15.4％，所述n元素的含量为3.1％。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，基于所述生活污水处理污泥的总干重为100％，所述生活污水处理污泥的灰分含量为4...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓述波，刘米安，敖文雅，肖磊，肖建中，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：
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