專利名稱：利用廢棄食用菌渣制備活性炭的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于廢棄食用菌渣利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用廢棄食用菌渣制備活 性炭的方法。
背景技術(shù)：
隨著食用菌產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，食用菌廢料(亦稱菌渣)與日俱增，除少數(shù)廢料被 作為農(nóng)肥利用外，大部分廢料都被丟棄堆放在戶外，除了要占用土地外，還造成河道 堵塞，對(duì)飲用水的污染，其程度已嚴(yán)重到了無法容忍的地步，所帶來的直接和間接的 經(jīng)濟(jì)損失也越來越大。僅就四川德陽市什邡地區(qū)一個(gè)鎮(zhèn)的調(diào)査獲知,該鎮(zhèn)食用菌生產(chǎn)每 年的菌袋用量達(dá)上億袋，按每袋用培養(yǎng)基千料0.6公斤計(jì)，每年產(chǎn)生的廢料達(dá)6萬噸之 多。四川是食用菌生產(chǎn)大省，解決食用菌廢料的處理與再利用已成為當(dāng)前重要的攻關(guān) 研究課題。
據(jù)了解，目前食用菌廢料的綜合利用研究主要在以下幾個(gè)方面
1、 用于食用菌再生產(chǎn)
利用菌渣作為配料用于食用菌再生產(chǎn)的研究和實(shí)踐始于上個(gè)世紀(jì)80年代， 一般的 菌渣回用量只有20-30%,如用草菇、平菇、香菇和木耳等的廢料，按30%加入至新料中
可培養(yǎng)較好質(zhì)量的雞腿菇(熊鷹唐利民姜鄰雞腿蘑對(duì)食用菌菌渣的再利用研究食 用菌學(xué)報(bào).2005，12(1).-27-30)。實(shí)踐證明一般以20%的菌渣加入量為宜，但應(yīng)保證菌
渣未受污染，無害蟲，菌塊結(jié)實(shí)。雖然該方法對(duì)降低食用菌培養(yǎng)基質(zhì)的用料量，降低 食用菌生產(chǎn)成本有較大的意義，但菌渣回用量有限，且對(duì)回用菌渣有較高的質(zhì)量要求， 因而要大規(guī)模的緩解廢棄菌渣造成的災(zāi)害尚有困難。最主要的問題是該方法并未脫離 傳統(tǒng)的"資源一-產(chǎn)品-一污染排放"非循環(huán)生產(chǎn)模式，因菌渣經(jīng)一、二次回用后，最 終仍將成為廢棄物。
2、 用作飼料添加劑
由于菌渣中不僅含有大量的蛋白質(zhì)菌絲，還含有一般飼料所缺乏的氨基酸，且鐵、 鈣、鎂等元素也較豐富，因此菌渣有一定的飼用價(jià)值。但由于其中含粗纖維達(dá)20%左右， 因此搭配了菌渣飼料添加劑的飼料僅適合喂養(yǎng)牛、羊、兔等食草動(dòng)物(食用菌垃圾可
制成飼料農(nóng)村科學(xué)實(shí)驗(yàn).2006(6).-31-31;蔣明琴食用菌糠替代部分精料飼喂奶牛 效果好中國農(nóng)村科技.2006(5).-30-31;陳學(xué)通用白靈薛菌渣飼喂育肥羊效果當(dāng) 代畜牧.2005(4).-25-26)，且再生利用量也較小，同時(shí)還不具備較常規(guī)飼料更突出的 優(yōu)勢(shì)，更為低廉的成本和售價(jià)競(jìng)爭(zhēng)力，其市場(chǎng)份額也較小。
3、 用于肥料
由于菌渣含各種優(yōu)質(zhì)的有機(jī)物和多種礦物元素，有人已將其用于水果的種植肥料， 以及糧食、棉花和蔬菜的種植肥料，同時(shí)還用于土壤的改良、肥力的提高等(食用菌 垃圾變肥料北京農(nóng)業(yè).2005(9) ,42-42;王美琴食用菌渣對(duì)水稻的增產(chǎn)效果初探 中國稻米.2006(2) ,44-45;石光森張樹庭食用菌渣與氮磷鉀配比對(duì)提高土壤肥力和 青椒產(chǎn)量的探討土壤農(nóng)化.1995,10(4),35-41,26)。但該技術(shù)具有與菌渣制飼料技 術(shù)同樣的局限性。
4、 用于生產(chǎn)燃料
即將菌渣曬干后經(jīng)氣化爐燃燒產(chǎn)生燃?xì)?周松林菌渣的利用一生產(chǎn)燃?xì)馐秤?菌.2002, 24(1),6-6)。但菌渣的燃燒只能獲取其10%的熱能，對(duì)其利用不太合理。同 時(shí)其處理菌渣的能力極為有限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)已有技術(shù)狀況，提供一種解決環(huán)境污染，充分利用廢棄菌渣 制備高附加值產(chǎn)品——活性炭的方法。
本發(fā)明提供的利用廢棄食用菌渣制備活性炭的方法，其特征在于該方法是先將廢 棄食用菌渣進(jìn)行處理、干燥、粉碎，然后進(jìn)行炭化、活化后獲得，各工藝步驟的控制
參數(shù)分別為
處理選用不同廢棄食用菌渣用3 20目篩進(jìn)行篩分，去除沙，土和其它雜質(zhì)； 千燥、粉碎將處理后的菌渣自然干燥或烘干，使干燥后菌渣的含水率為8 20%，
然后將其粉碎為20 120目的粒徑；
炭化將粒徑為20 120目的粉末狀菌渣，在惰性氣體保護(hù)下，以1 20'C/min
的升溫速率升至400 60CrC進(jìn)行炭化，炭化時(shí)間1 3小時(shí)；
活化將炭化后的材料在溫度700 900'C下用活化劑活化0. 5 2小時(shí)即可。 為了進(jìn)一步去除菌渣內(nèi)所含雜質(zhì)，降低所得活性炭的灰分含量，可將篩分后的菌
渣用濃度為5 3(^的酸液在室溫 6(TC下進(jìn)行酸洗后再干燥、粉碎，酸洗處理時(shí)間3
20小時(shí)。
當(dāng)要求制備的活性炭為球粒狀或柱狀時(shí)，即需先將干燥、粉碎后的粉末菌渣，按 重量百分比計(jì)，加入5 20%的粘合劑攪拌混合均勻，放入成型機(jī)內(nèi)制成粒徑為球粒狀 或柱狀菌渣，然后再進(jìn)行炭化、活化。
以上方法中于處理時(shí)所用的酸液為鹽酸或硝酸溶液。 以上方法中干燥后菌渣的含水率控制為10 15%最佳。 以上方法中于活化時(shí)所用的活化劑為水蒸汽或二氧化碳?xì)怏w。 以上方法中所用的粘合劑為煤焦油、淀粉、聚乙烯醇、酚醛中的任一種。 本發(fā)明與已有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)
1、 由于本發(fā)明提供的是一種利用廢棄食用菌渣制備活性炭的方法，因而為消除廢 棄菌渣帶來的環(huán)境污染，變廢為寶，探索出了一條新的途徑。
2、 由于本發(fā)明提供了一種利用廢棄食用菌渣制備活性炭的方法，因而形成了以食 用菌培育基質(zhì)——食用菌(產(chǎn)品)——廢棄菌渣——菌渣活性炭——活性炭產(chǎn)品用于 治理環(huán)境污染的循環(huán)經(jīng)濟(jì)圈，符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)的3R原則，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效 益。
3、 由于本發(fā)明是用廢棄食用菌渣來制備活性炭，因而不僅原料來源豐富，而且所 獲產(chǎn)品成本低，附加值高于現(xiàn)行菌渣再利用、菌渣制肥料和飼料，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)明顯， 可滿足國內(nèi)外市場(chǎng)對(duì)活性炭產(chǎn)品的供不應(yīng)求的需要。
4、 由于本發(fā)明是以廢棄菌渣來制備活性炭，因而可節(jié)約目前普遍使用的諸如煤、 焦油以及珍貴的木材資源等一次性不可再生的資源，意義重大。
5、 本發(fā)明方法簡(jiǎn)單，控制容易，工藝成熟，可根據(jù)環(huán)境污染治理產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)的需要， 以及適應(yīng)食用菌產(chǎn)業(yè)發(fā)展來建立適合要求規(guī)模的活性炭生產(chǎn)，同時(shí)可在不同地區(qū)的產(chǎn) 菌基地辦廠，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)菌，利用菌渣制備活性炭的系列生產(chǎn)。
具體實(shí)施例方式
下面給出實(shí)施例并對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。有必要在此指出的是以下實(shí)施例不能 理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，如果該領(lǐng)域的技術(shù)熟練人員根據(jù)上述本發(fā)明內(nèi)容對(duì)
本發(fā)明作出一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整，仍屬于本發(fā)明保護(hù)范圍。 實(shí)施例l
將廢棄食用菌渣用3 20目篩進(jìn)行篩分，去除沙，土和其它雜質(zhì)，然后用濃度為
20%的硝酸液在溫度45"下進(jìn)行酸洗，酸洗處理時(shí)間10小時(shí)；將酸洗處理后的菌渣在 烘干機(jī)中進(jìn)行干燥，使干燥后菌渣的含水率為20%，然后將其粉碎為80目粒徑的粉末; 將粒徑為80目的粉末狀菌渣，按重量百分比計(jì)，加入15%的煤焦油攪拌混合均勻，放 入成型機(jī)內(nèi)制成粒徑為8mm的球粒狀，然后在惰性氣體保護(hù)下，以2(TC/min的升溫速 率升至55(TC進(jìn)行炭化，炭化時(shí)間l小時(shí)；將炭化后的材料在溫度800'C下用二氧化碳 氣體活化60分鐘即可。活性炭得率30%，碘吸附值800mg/g，活性炭的強(qiáng)度90%。 實(shí)施例2
將廢棄食用菌渣用3 20目篩進(jìn)行篩分，去除沙，土和其它雜質(zhì)，然后用濃度為 30免的硝酸液在溫度6(TC下進(jìn)行酸洗，酸洗處理時(shí)間3小時(shí)；將酸洗處理后的菌渣在烘 干機(jī)中進(jìn)行干燥，使干燥后菌渣的含水率為8%，然后將其粉碎為50目粒徑的粉末；將 粒徑為50目的粉末狀菌渣，按重量百分比計(jì)，加入20%的聚乙烯醇攪拌混合均勻，放 入成型機(jī)內(nèi)制成直徑為8mm的柱狀，然后在惰性氣體保護(hù)下，以15'C/min的升溫速率 升至600'C進(jìn)行炭化，炭化時(shí)間1.5小時(shí)；將炭化后的材料在溫度750'C下用二氧化碳 氣體活化120分鐘即可?；钚蕴康寐?7%，碘吸附值900mg/g,活性炭的強(qiáng)度85%。
實(shí)施例3
將廢棄食用菌渣用3 20目篩進(jìn)行篩分，去除沙，土和其它雜質(zhì)；將篩分后的菌 渣在烘干機(jī)中進(jìn)行干燥，使干燥后菌渣的含水率為12%，然后將其粉碎為100目粒徑的 粉末；將粒徑為100目的粉末狀菌渣，按重量百分比計(jì)，加入10%的酚醛攪拌混合均勻， 放入成型機(jī)內(nèi)制成直徑為4mm的柱狀，然后在惰性氣體保護(hù)下，以10°C/min的升溫速 率升至40(TC進(jìn)行炭化，炭化時(shí)間2. 5小時(shí)；將炭化后的材料在溫度80(TC下用水蒸汽 活化80分鐘即可?；钚蕴康寐?2%，碘吸附值720mg/g，活性炭的強(qiáng)度90%。
實(shí)施例4
將廢棄食用菌渣用3 20目篩進(jìn)行篩分，去除沙，土和其它雜質(zhì)，然后用濃度為 5%的鹽酸液在室溫下進(jìn)行酸洗，酸洗處理時(shí)間20小時(shí)；將酸洗處理后的菌渣自然干燥， 使干燥后菌渣的含水率為10%，然后將其粉碎為80目粒徑的粉末；將粒徑為80目的粉 末狀菌渣，在惰性氣體保護(hù)下，以5XVmin的升溫速率升至400'C進(jìn)行炭化，炭化時(shí)間 3小時(shí)；將炭化后的材料在溫度90(TC下用二氧化碳?xì)怏w活化1小時(shí)即可?；钚蕴康寐?28%,碘吸附值650mg/g。
實(shí)施例5
將廢棄食用菌渣用3 20目篩進(jìn)行篩分，去除沙，土和其它雜質(zhì)，然后用濃度為 8。/o的硝酸液在溫度40。C下進(jìn)行酸洗，酸洗處理時(shí)間12小時(shí)；將酸洗處理后的菌渣自然 干燥，使干燥后菌渣的含水率為15%,然后將其粉碎為60目粒徑的粉末；將粒徑為60 目的粉末狀菌渣，按重量百分比計(jì)，加入8%的酚醛攪拌混合均勻，放入成型機(jī)內(nèi)制成 粒徑為5mm的球粒狀，然后在惰性氣體保護(hù)下，以8'C/min的升溫速率升至45(TC進(jìn)行 炭化，炭化時(shí)間2小時(shí)；將炭化后的材料在溫度70(TC下用二氧化碳?xì)怏w活化50分鐘 即可?；钚蕴康寐?0%，碘吸附值700mg/g，活性炭的強(qiáng)度91%。
權(quán)利要求
1、一種利用廢棄食用菌渣制備活性炭的方法，其特征在于該方法是先將廢棄食用菌渣進(jìn)行處理、干燥、粉碎，然后進(jìn)行炭化、活化后獲得，各工藝步驟的控制參數(shù)分別為處理選用不同廢棄食用菌渣用3～20目篩進(jìn)行篩分，去除沙，土和其它雜質(zhì)；干燥、粉碎 將處理后的菌渣自然干燥或烘干，使干燥后菌渣的含水率為8～20％，然后將其粉碎為20～120目的粒徑；炭化將粒徑為20～120目的粉末狀菌渣，在惰性氣體保護(hù)下，以1～20℃/min的升溫速率升至400～600℃進(jìn)行炭化，炭化時(shí)間1～3小時(shí)；活化將炭化后的材料在溫度700～900℃下用活化劑活化0.5～2小時(shí)即可。
2、 按照權(quán)利要求1所述的利用廢棄食用菌渣制備活性炭的方法，其特征在于將篩 分后的菌渣用濃度為5 3(F。的酸液在室溫 60'C下進(jìn)行酸洗后再干燥、粉碎，酸洗處 理時(shí)間3 20小時(shí)。
3、 按照權(quán)利要求2所述的利用廢棄食用菌渣制備活性炭的方法，其特征在于處理 時(shí)所用的酸液為鹽酸或硝酸溶液。
4、 按照權(quán)利要求1或2或3所述的利用廢棄食用菌渣制備活性炭的方法，其特征 在于當(dāng)要求制備的活性炭為球粒狀或柱狀時(shí)，即需先將干燥、粉碎后的粉末菌渣，按 重量百分比計(jì)，加入5 20%的粘合劑攪拌混合均勻，放入成型機(jī)內(nèi)制成粒徑為球粒狀 或柱狀菌渣，然后再進(jìn)行炭化、活化。
5、 按照權(quán)利要求4所述的利用廢棄食用菌渣制備活性炭的方法，其特征在于所用 粘合劑為煤焦油、淀粉、聚乙烯醇、酚醛中的任一種。
6、 按照權(quán)利要求1或2或3所述的利用廢棄食用菌渣制備活性炭的方法，其特征 在于干燥后菌渣的含水率控制為10 15%。
7、 按照權(quán)利要求4所述的利用廢棄食用菌渣制備活性炭的方法，其特征在于干燥 后菌渣的含水率控制為10 15%。
8、 按照權(quán)利要求1或2或3所述的利用廢棄食用菌渣制備活性炭的方法，其特征在于活化時(shí)所用活化劑為水蒸汽或二氧化碳?xì)怏w。
9、 按照權(quán)利要求4所述的利用廢棄食用菌渣制備活性炭的方法，其特征在于活化 時(shí)所用活化劑為水蒸汽或二氧化碳?xì)怏w。
10、按照權(quán)利要求7所述的利用廢棄食用菌渣制備活性炭的方法，其特征在于活 化時(shí)所用活化劑為水蒸汽或二氧化碳?xì)怏w。
全文摘要
本發(fā)明公開的利用廢棄食用菌渣制備活性炭的方法，其特征在于該方法是先將廢棄食用菌渣進(jìn)行篩分、酸洗處理，然后干燥、粉碎或干燥、粉碎、成型，最后進(jìn)行炭化、活化后獲得。本發(fā)明不僅原料來源豐富，可節(jié)約目前普遍使用的諸如煤、焦油以及珍貴的木材資源等一次性不可再生的資源，且所獲產(chǎn)品成本低，附加值高，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)明顯，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著，而且還為消除廢棄菌渣帶來的環(huán)境污染，變廢為寶，探索出了一條新的途徑，可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)菌，利用菌渣制備活性炭的系列生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C01B31/00GK101112985SQ200710049438
公開日2008年1月30日 申請(qǐng)日期2007年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月3日
發(fā)明者堅(jiān) 華, 吳莉麗, 尹華強(qiáng), 楚英豪, 勇 胡, 趙瑞方 申請(qǐng)人:四川大學(xué)