用于廢水處理的利用餐廚垃圾廢渣改性污泥活性炭的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用于廢水處理的利用餐廚垃圾廢渣改性污泥活性炭及其制備方法，先將餐廚垃圾廢渣研磨至粒徑為0.1mm，再與污水污泥混合(按餐廚垃圾廢渣干重和污水污泥干重的質(zhì)量比為1:1～1:5)，離心分離，再將分離后的固體部分干化，將其放入微波爐中采用氮?dú)鈿夥沼?00～600℃進(jìn)行炭化，再將炭化料于200～600℃活化，制得利用餐廚垃圾廢渣改性污泥活性炭。本發(fā)明首次利用餐廚垃圾廢渣改性污泥活性炭，合理利用微波技術(shù)，節(jié)約了制備活性炭所需能源，既提高了污泥活性炭去除廢水中多種重金屬的能力，又解決了餐廚垃圾廢渣制備活性炭的機(jī)械強(qiáng)度較低的問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】【技術(shù)領(lǐng)域】
[〇〇〇1] 本發(fā)明是關(guān)于廢水與餐廚垃圾處理的，尤其涉及以餐廚垃圾廢渣改性污泥活性炭 的方法。 用于廢水處理的利用餐廚垃圾廢渣改性污泥活性炭 【背景技術(shù)】
[0002] 餐廚垃圾指的是餐飲服務(wù)、食品加工、單位供餐活動(dòng)中產(chǎn)生的食品殘余和加工廢 料。隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快，人口集中度增加，尤其是大城市，集中消費(fèi)，使得餐廚垃圾數(shù) 量增加較快，餐廚垃圾由于有機(jī)質(zhì)含量高、含水率高，在收集和運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中易于發(fā)酵、腐 爛、變質(zhì)，產(chǎn)生大量毒素，散發(fā)惡臭氣體，污染水體和大氣環(huán)境。從而導(dǎo)致餐廚垃圾的處理成 為新的社會(huì)難題。
[0003] 目前，歐美、日等發(fā)達(dá)國(guó)家在餐廚垃圾資源化循環(huán)再利用方面發(fā)展迅速，已經(jīng)開(kāi)發(fā) 出多種餐廚垃圾處理機(jī)，將餐廚垃圾制成有機(jī)肥等。國(guó)內(nèi)也已經(jīng)采取措施對(duì)餐廚垃圾進(jìn)行 處理，其處理技術(shù)可根據(jù)最終出路分為：物理破碎、焚燒、堆肥、能源化等方式。通常首先是 對(duì)餐廚垃圾進(jìn)行固液分離，將液體部分經(jīng)生化處理達(dá)標(biāo)排放或資源化，但是固體殘?jiān)床?廚垃圾廢渣的有效利用是迫切需要解決的問(wèn)題。
[0004] 近年，國(guó)內(nèi)外學(xué)者已進(jìn)行了以厭氧消化為主的處理工藝的研究，通過(guò)餐廚垃圾的 厭氧發(fā)酵，利用厭氧微生物在酸性介質(zhì)中代謝有機(jī)物，通過(guò)三大類(lèi)菌群的相互協(xié)調(diào)作用，來(lái) 實(shí)現(xiàn)對(duì)餐廚垃圾的有效降解，最終使得復(fù)雜的有機(jī)物降解為氫氣、甲烷及乙酸等。用餐廚垃 圾厭氧消化產(chǎn)氣不但成本低廉，還可實(shí)現(xiàn)餐廚垃圾處理的無(wú)害化、減量化、資源化，被認(rèn)為 是最有發(fā)展前景的處理技術(shù)之一。而另一發(fā)展方向是國(guó)內(nèi)外學(xué)者提出了將餐廚垃圾、污泥、 糞便進(jìn)行協(xié)同處理的構(gòu)想，以改變目前"資源-產(chǎn)品-污染排放"單向流動(dòng)的線性經(jīng)濟(jì)，最 終達(dá)到餐廚垃圾、污泥、糞便無(wú)害化、減量化、資源化，實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)?？墒悄壳斑@方面的研 究很少。
[0005] 國(guó)內(nèi)外一些學(xué)者已致力于用污水污泥制備污泥活性炭的研究，并開(kāi)展了污水污泥 活性炭用于廢水處理方面的研究。但是由于污水污泥的有機(jī)質(zhì)含量相對(duì)較低，使得所制備 的污泥活性炭吸附性能不是很理想，其吸附性能還有待提高。
[0006] 本發(fā)明人曾于2013年的題為"用于廢水處理的餐飲垃圾廢渣活性炭及其制備方 法"(CN103332690A)的專利申請(qǐng)中公開(kāi)了一種采用餐廚垃圾廢渣制備吸附材料的方法。研 究發(fā)現(xiàn)，由餐廚垃圾廢渣制備吸附材料，因廢渣的有機(jī)質(zhì)含量較高，制備過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生揮發(fā) 性氣體，使得餐廚垃圾廢渣所制得的吸附材料結(jié)構(gòu)疏松，對(duì)重金屬的吸附效率高，但機(jī)械強(qiáng) 度較差；而污泥活性炭雖然對(duì)重金屬吸附性能不理想，但是機(jī)械強(qiáng)度較高，明顯優(yōu)于由餐廚 垃圾廢渣制備的吸附材料。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的，是針對(duì)餐廚垃圾與污泥的協(xié)同處理及其廢渣制備吸附材料、污泥 活性炭的狀況，首次將餐廚垃圾廢渣摻雜到污水污泥中，采用微波法制備利用餐廚垃圾廢 渣改性的污泥活性炭，以提高污泥活性炭的吸附性能和機(jī)械強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水中多種重金 屬的去除。
[0008] 本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。
[0009] -種用于廢水處理的利用餐廚垃圾廢渣改性污泥活性炭，原料組分為餐飲垃圾廢 漁和污水污泥，其干重質(zhì)量比為1:1?1:5 ;
[〇〇1〇] 該用于廢水處理的利用餐飲垃圾廢渣改性的污泥活性炭的制備方法，具有如下步 驟：
[0011] ①預(yù)處理
[0012] 將新鮮的餐廚垃圾廢渣研磨到粒徑為0. 1mm，再與取自污水處理廠的污水污泥，按 餐廚垃圾廢渣干重和污水污泥干重的質(zhì)量比為1:1?1:5混合，離心分離，再將分離后的固 體部分進(jìn)行脫水處理，使其含水率<40wt% ;
[0013] ②炭化
[0014] 將步驟①預(yù)處理即干化后的餐飲垃圾廢渣和污泥的混合固體放入微波爐中于 200?600°C炭化，采用氮?dú)鈿夥?，氮?dú)饬髁繛?0?100L/h，炭化5?15min，制得炭化料；
[0015] ③活化
[0016] 再將步驟②制得的炭化料置于活化爐中于200?600°C活化，采用流量為10? 100L/h的水蒸汽，活化0. 5?1. 5h，制得用于廢水處理的利用餐飲垃圾廢渣改性污泥活性 炭。
[0017] 所述步驟①的餐廚垃圾廢渣和污水污泥的質(zhì)量比為1:3。
[0018] 所述步驟②的炭化溫度400°C，氮?dú)饬髁繛?0L/h,炭化時(shí)間lOmin。
[0019] 所述步驟③的活化溫度400°C，水蒸汽流量為50L/h，活化時(shí)間lh。
[0020] 本發(fā)明的有益效果是，首次利用餐廚垃圾廢渣改性污泥活性炭，合理利用微波技 術(shù)，節(jié)約了制備活性炭所需能源，既提高污泥活性炭去除廢水中多種重金屬的能力，又解決 了餐廚垃圾廢渣制備活性炭的機(jī)械強(qiáng)度較低的問(wèn)題。 【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例2利用餐飲垃圾廢渣改性污泥活性炭的掃描電鏡形貌圖。 【具體實(shí)施方式】
[0022] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0023] 本發(fā)明的原料為餐飲垃圾廢渣和污水污泥。
[0024] 實(shí)施例1
[0025] ①預(yù)處理
[0026] 將新鮮的餐廚垃圾廢渣研磨到粒徑為0. 1mm，再與取自污水處理廠的污水污泥，按 餐廚垃圾廢渣干重和污水污泥干重的質(zhì)量比為1:1混合，離心分離，再將分離的固體部分 進(jìn)行脫水處理，使其含水率為40wt% ;
[0027] ②炭化
[0028] 將步驟①預(yù)處理即干化后的餐飲垃圾廢渣和污泥的混合固體放入微波爐中進(jìn)行 炭化，炭化溫度為200°C，采用氮?dú)鈿夥?，氮?dú)饬髁繛?00L/h，炭化15min，制得炭化料；
[0029] ③活化
[0030] 再將步驟②制得的炭化料置于活化爐中活化，活化溫度為200°C，采用流量為 100L/h的水蒸汽，活化1. 5h，制得利用餐飲垃圾廢渣改性的污泥活性炭。
[0031] 實(shí)施例1的廢水中重金屬去除效果和機(jī)械強(qiáng)度的檢測(cè)的步驟如下：
[0032] ①對(duì)制得的利用餐飲垃圾廢渣改性污泥活性炭進(jìn)行預(yù)處理
[0033] 將利用餐飲垃圾廢渣改性污泥活性炭經(jīng)研磨后通過(guò)200目篩，放入烘箱于105°C 烘干2h，冷卻備用。
[〇〇34] ②配制模擬廢水
[0035] 分別制備Cu2+、Pb2+、Zn2+及Cd 2+模擬廢水，使其初始濃度分別為10mg/L、15mg/L、 15mg/L及 10mg/L〇
[0036] ③測(cè)定機(jī)械強(qiáng)度
[〇〇37] 用機(jī)械破碎機(jī)檢測(cè)餐廚垃圾廢渣改性污泥活性炭的機(jī)械強(qiáng)度，測(cè)得其機(jī)械強(qiáng)度為 8. 6MPa〇
[0038] ④去除廢水中重金屬的處理
[0039] 室溫下，將模擬廢水加入到三角瓶中，再加入0. 5g的利用餐飲垃圾廢渣改性污泥 活性炭，調(diào)節(jié)pH值為6. 5,振蕩，過(guò)濾，取濾液進(jìn)行重金屬濃度的測(cè)定。
[0040] 用原子吸收光譜儀測(cè)定濾液中重金屬離子濃度和去除率的計(jì)算方法如下：
[0041]
【權(quán)利要求】
1. 一種用于廢水處理的利用餐廚垃圾廢渣改性污泥活性炭，原料組分為餐飲垃圾廢渣 和污水污泥，其干重質(zhì)量比為1:1?1:5 ; 該用于廢水處理的利用餐飲垃圾廢渣改性的污泥活性炭的制備方法，具有如下步驟： ① 預(yù)處理 將新鮮的餐廚垃圾廢渣研磨到粒徑為〇. 1mm，再與取自污水處理廠的污水污泥，按餐廚 垃圾廢渣干重和污水污泥干重的質(zhì)量比為1:1?1:5混合，離心分離，再將分離后的固體部 分進(jìn)行脫水處理，使其含水率<40wt% ; ② 炭化 將步驟①預(yù)處理即干化后的餐飲垃圾廢渣和污泥的混合固體放入微波爐中于200? 600°C炭化，采用氮?dú)鈿夥?，氮?dú)饬髁繛?0?100L/h，炭化5?15min，制得炭化料； ③ 活化 再將步驟②制得的炭化料置于活化爐中于200?600°C活化，采用流量為10?100L/h 的水蒸汽，活化〇. 5?1. 5h，制得用于廢水處理的利用餐飲垃圾廢渣改性污泥活性炭。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于廢水處理的利用餐廚垃圾廢渣改性污泥活性炭，其特征 在于，所述步驟①的餐廚垃圾廢渣和污水污泥的質(zhì)量比為1:3。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于廢水處理的利用餐廚垃圾廢渣改性污泥活性炭，其特征 在于，所述步驟②的炭化溫度400°C，氮?dú)饬髁繛?0L/h,炭化時(shí)間lOmin。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于廢水處理的利用餐廚垃圾廢渣改性污泥活性炭，其特征 在于，所述步驟③的活化溫度400°C，水蒸汽流量為50L/h，活化時(shí)間lh。
【文檔編號(hào)】B01J20/20GK104084128SQ201410351418
【公開(kāi)日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月22日
【發(fā)明者】范曉丹, 張襄楷 申請(qǐng)人:天津城建大學(xué)