CN108190886A - 用于染料废水处理的混合污泥基吸附材料 - Google Patents
用于染料废水处理的混合污泥基吸附材料 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108190886A CN108190886A CN201810151781.2A CN201810151781A CN108190886A CN 108190886 A CN108190886 A CN 108190886A CN 201810151781 A CN201810151781 A CN 201810151781A CN 108190886 A CN108190886 A CN 108190886A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sludge
- pickling
- mixing
- dye wastewater
- adsorbing material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000010802 sludge Substances 0.000 title claims abstract description 77
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 38
- 238000002156 mixing Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 238000005554 pickling Methods 0.000 claims abstract description 39
- 239000010801 sewage sludge Substances 0.000 claims abstract description 36
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims abstract description 13
- 239000005539 carbonized material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 claims abstract description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 14
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 5
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 claims description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 abstract description 28
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 15
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 11
- 238000004061 bleaching Methods 0.000 abstract description 5
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 abstract description 5
- 238000004042 decolorization Methods 0.000 abstract description 4
- 238000004064 recycling Methods 0.000 abstract description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 19
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 6
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 238000011160 research Methods 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 3
- 238000010025 steaming Methods 0.000 description 3
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 2
- 239000010919 dye waste Substances 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 2
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 2
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000000205 computational method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000012958 reprocessing Methods 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/20—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising free carbon; comprising carbon obtained by carbonising processes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Water Treatment By Sorption (AREA)
Abstract
本发明公开了一种用于染料废水处理的混合污泥基吸附材料，分别将酸洗污泥和污水污泥烘干，使其含水率低于40wt％，研磨到粒径为0.1mm，再按酸洗污泥和污水污泥干重的质量比为1∶1～1∶5混合，再于氮气气氛200～600℃进行炭化，再将炭化料于200～600℃活化，制得混合污泥基吸附材料。本发明首次利用酸洗污泥和污水污泥制备吸附材料，既解决了酸洗污泥和污水污泥资源化的问题，又提高了污泥活性炭对实际染料废水的吸附脱色性能。本发明较之现有污泥活性炭的脱色率，由25.61％‑34.89％提高到63.53％‑98.98％。
Description
技术领域
本发明是关于废水与钢铁酸洗污泥、污水污泥处理的，尤其涉及以钢铁酸洗污泥与污水污泥制备混合污泥基吸附材料的方法。
背景技术
在钢铁制品加工厂中酸洗工艺产生大量的酸洗废水。为了保护环境、节约及合理利用资源，国内外学者对酸洗废水处理进行了一些研究，主要是采用直接焙烧法、酸盐分离法及氧化中和法等回收酸洗废水中铁资源。目前，一些钢铁企业仍采用传统的处理方法，即一般采用石灰、电石渣或氢氧化钙对其进行中和处理，同时产生大量的污泥，而且所产生的污泥再处理困难，占用大量的土地，并造成二次污染和资源的浪费。随着我国钢铁产量和质量的提高，酸洗废水的数量迅速增加，酸洗废水污泥的出路问题已经十分突出。
国内外一些学者已致力于用污水污泥制备污泥活性炭的研究，并开展了污水污泥活性炭用于废水处理方面的研究。但是由于污水污泥的有机质含量相对较低，使得所制备的污泥活性炭吸附性能不是很理想，其吸附性能还有待提高，尤其对实际染料废水吸附脱色性能较差。
钢铁酸洗污泥含有丰富的铁元素，资源化利用的价值较高。将酸洗污泥与污水污泥协同处理，从酸洗污泥、污水污泥的利用率、环境安全性及节约天然铁矿资源方面都具有较好的应用前景，可是目前这方面的研究报道很少。
本发明提出将酸洗污泥与污水污泥混合、焙烧，使得酸洗污泥的铁氧化物与污水污泥混合，组分的特殊性赋予其独特的化学和物理结构，制得含有丰富铁和炭元素的新型吸附材料，以提高现有污泥活性炭对实际染料废水的吸附脱色性能。
发明内容
本发明的目的，是针对酸洗污泥与污水污泥的协同处理及其制备吸附材料、污泥活性炭的现状，首次将酸洗污泥掺杂到污水污泥中，采用焙烧法制备混合污泥基吸附材料，以提高现有污泥活性炭对实际染料废水的吸附脱色性能，实现对实际染料废水的高效脱色。
本发明通过下述技术方案予以实现。
一种用于染料废水处理的混合污泥基吸附材料，原料组分为酸洗污泥和污水污泥，其干重质量比为1∶1～1∶5；
该用于染料废水处理的混合污泥基吸附材料的制备方法，具有如下步骤：
①预处理
分别将酸洗污泥和污水污泥烘干，使其含水率低于40wt％，研磨到粒径为0.1mm，再按酸洗污泥干重和污水污泥干重的质量比为1∶1～1∶5混合；
②炭化
将步骤①预处理的酸洗污泥和污水污泥的混合固体放入管式炉中于200～600℃炭化，采用氮气气氛，氮气流量为10～100L/h，炭化20～40min，制得炭化料；
③活化
再将步骤②制得的炭化料置于活化炉中于200～600℃活化，采用流量为10～100L/h的水蒸汽，活化0.5～1.5h，制得用于染料废水处理的混合污泥基吸附材料。
所述步骤①的酸洗污泥和污水污泥的质量比为1∶3。
所述步骤②的炭化温度400℃，氮气流量为40L/h，炭化时间30min。
所述步骤③的活化温度400℃，水蒸汽流量为50L/h，活化时间1h。
本发明的有益效果是，首次利用酸洗污泥和污水污泥制备吸附材料，既解决了酸洗污泥和污水污泥资源化的问题，又提高了污泥活性炭对实际染料废水的吸附脱色性能。本发明较之现有污泥活性炭的脱色率，由25.61％-34.89％提高到63.53％-98.98％。
附图说明
图1是本发明实施例2混合污泥基吸附材料的扫描电镜形貌图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
本发明的原料为酸洗污泥和污水污泥。
实施例1
①预处理
分别将酸洗污泥和污水污泥烘干，使其含水率为40wt％，研磨到粒径为0.1mm，再按酸洗污泥干重和污水污泥干重的质量比为1∶1混合；
②炭化
将步骤①预处理的酸洗污泥和污水污泥的混合固体放入管式炉中于200℃炭化，采用氮气气氛，氮气流量为100L/h，炭化40min，制得炭化料；
③活化
再将步骤②制得的炭化料置于活化炉中于200℃活化，采用流量为100L/h的水蒸汽，活化1.5h，制得用于废水处理的混合污泥基吸附材料。
对实施例1的混合污泥基吸附材料用于废水中脱色效果的检测步骤如下：
①对制得的混合污泥基吸附材料进行预处理
将混合污泥基吸附材料经研磨后通过200目筛，再放入烘箱于105℃烘干2h，冷却备用。
②配制染料废水
将取自工业园区的染料废水稀释10倍，备用。
③染料废水的脱色处理
室温下，先对染料废水进行紫外全扫，确定其主要吸收波长。再将染料废水加入到三角瓶中，再加入1.5g的混合污泥基吸附材料，调节pH值为6.5，振荡，过滤，取滤液进行色度的测定。
用紫外分光光度计测定滤液脱色率的计算方法如下：
其中α0-处理前废水吸光度
αi-处理后废水吸光度
采用实施例1的混合污泥基吸附材料对实际染料废水脱色效果详见表1。
表1
实施例2
①预处理
分别将酸洗污泥和污水污泥烘干，使其含水率为40wt％，研磨到粒径为0.1mm，再按酸洗污泥干重和污水污泥干重的质量比为1∶3混合；
②炭化
将步骤①预处理的酸洗污泥和污水污泥的混合固体放入管式炉中于400℃炭化，采用氮气气氛，氮气流量为40L/h，炭化30min，制得炭化料；
③活化
再将步骤②制得的炭化料置于活化炉中于400℃活化，采用流量为50L/h的水蒸汽，活化1h，制得用于废水处理的混合污泥基吸附材料。
图1是实施例2混合污泥基吸附材料的扫描电镜形貌图，由图1可见，混合污泥基吸附材料表面为多孔结构，将多孔结构进行能谱分析发现，这些结构上分布来自原料的多种元素，尤其是铁、炭及氧三种元素所占比例较大，其中金属元素中铁元素所占比例较大(见表2)，这表明铁被成功引入到吸附材料。铁的化合物会在污水污泥有机物热解形成的多孔结构上构建空间网络结构，可显著增大吸附材料的比表面积；另一方面，由于污水污泥有机物热解会生成炭单质，可以还原部分铁的氧化物，使得这些结构富含还原态铁，利用其还原作用选择吸附染料废水中有机物，或使吸附有机物降解，降低废水色度，从而增强其对实际染料废水的吸附脱色能力。
表2
实施例2的混合污泥基吸附材料对废水中脱色效果的检测步骤同于实施例1，混合污泥基吸附材料对实际染料废水脱色效果详见表3。
表3
将实施例2的混合污泥基吸附材料对染料废水脱色效果与现有技术的污泥活性炭进行比较，其效果详见表4、表5。
表4
表5
由表4、表5可知，实施例2的混合污泥基吸附材料对染料废水脱色效果效果明显优于现有的污泥活性炭。
实施例3
①预处理
分别将酸洗污泥和污水污泥烘干，使其含水率为40wt％，研磨到粒径为0.1mm，再按酸洗污泥干重和污水污泥干重的质量比为1∶5混合；
②炭化
将步骤①预处理的酸洗污泥和污水污泥的混合固体放入管式炉中于600℃炭化，采用氮气气氛，氮气流量为10L/h，炭化20min，制得炭化料；
③活化
再将步骤②制得的炭化料置于活化炉中于600℃活化，采用流量为10L/h的水蒸汽，活化30min，制得用于废水处理的混合污泥基吸附材料。
实施例3的混合污泥基吸附材料对废水中脱色效果的检测步骤同于实施例1，混合污泥基吸附材料对实际染料废水脱色效果详见表6。
表6
Claims (4)
1.一种用于染料废水处理的混合污泥基吸附材料，原料组分为酸洗污泥和污水污泥，其干重质量比为1∶1～1∶5；
该用于染料废水处理的混合污泥基吸附材料的制备方法，具有如下步骤：
①预处理
分别将酸洗污泥和污水污泥烘干，使其含水率低于40wt％，研磨到粒径为0.1mm，再按酸洗污泥干重和污水污泥干重的质量比为1∶1～1∶5混合；
②炭化
将步骤①预处理的酸洗污泥和污水污泥的混合固体放入管式炉中于200～600℃炭化，采用氮气气氛，氮气流量为10～100L/h，炭化20～40min，制得炭化料；
③活化
再将步骤②制得的炭化料置于活化炉中于200～600℃活化，采用流量为10～100L/h的水蒸汽，活化0.5～1.5h，制得用于染料废水处理的混合污泥基吸附材料。
2.根据权利要求1所述的用于染料废水处理的混合污泥基吸附材料，其特征在于，所述步骤①的酸洗污泥和污水污泥的质量比为1∶3。
3.根据权利要求1所述的用于染料废水处理的混合污泥基吸附材料，其特征在于，所述步骤②的炭化温度400℃，氮气流量为40L/h，炭化时间30min。
4.根据权利要求1所述的用于染料废水处理的混合污泥基吸附材料，其特征在于，所述步骤③的活化温度400℃，水蒸汽流量为50L/h，活化时间1h。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810151781.2A CN108190886A (zh) | 2018-02-13 | 2018-02-13 | 用于染料废水处理的混合污泥基吸附材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810151781.2A CN108190886A (zh) | 2018-02-13 | 2018-02-13 | 用于染料废水处理的混合污泥基吸附材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108190886A true CN108190886A (zh) | 2018-06-22 |
Family
ID=62593559
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810151781.2A Pending CN108190886A (zh) | 2018-02-13 | 2018-02-13 | 用于染料废水处理的混合污泥基吸附材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108190886A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112371085A (zh) * | 2020-11-06 | 2021-02-19 | 天津城建大学 | 用于雨水处理的钢铁酸洗污泥改性污泥活性炭 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000212657A (ja) * | 1999-01-22 | 2000-08-02 | Daido Steel Co Ltd | 鉄系廃棄物の処理方法 |
| CN102660687A (zh) * | 2012-05-09 | 2012-09-12 | 南京大学 | 一种不锈钢酸洗废水中和污泥重金属资源回收方法 |
| CN103950987A (zh) * | 2014-04-11 | 2014-07-30 | 南京理工大学 | 一种酸洗污泥的回收利用方法 |
| CN104084128A (zh) * | 2014-07-22 | 2014-10-08 | 天津城建大学 | 用于废水处理的利用餐厨垃圾废渣改性污泥活性炭 |
| CN104495841A (zh) * | 2014-12-09 | 2015-04-08 | 西南石油大学 | 一种掺杂核桃壳的污泥活性炭的制备方法 |
| CN106076335A (zh) * | 2016-06-03 | 2016-11-09 | 浙江科技学院 | 一种非均相Fenton催化剂的制备方法和应用 |
-
2018
- 2018-02-13 CN CN201810151781.2A patent/CN108190886A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000212657A (ja) * | 1999-01-22 | 2000-08-02 | Daido Steel Co Ltd | 鉄系廃棄物の処理方法 |
| CN102660687A (zh) * | 2012-05-09 | 2012-09-12 | 南京大学 | 一种不锈钢酸洗废水中和污泥重金属资源回收方法 |
| CN103950987A (zh) * | 2014-04-11 | 2014-07-30 | 南京理工大学 | 一种酸洗污泥的回收利用方法 |
| CN104084128A (zh) * | 2014-07-22 | 2014-10-08 | 天津城建大学 | 用于废水处理的利用餐厨垃圾废渣改性污泥活性炭 |
| CN104495841A (zh) * | 2014-12-09 | 2015-04-08 | 西南石油大学 | 一种掺杂核桃壳的污泥活性炭的制备方法 |
| CN106076335A (zh) * | 2016-06-03 | 2016-11-09 | 浙江科技学院 | 一种非均相Fenton催化剂的制备方法和应用 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112371085A (zh) * | 2020-11-06 | 2021-02-19 | 天津城建大学 | 用于雨水处理的钢铁酸洗污泥改性污泥活性炭 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109292883A (zh) | 一种石墨化生物炭及其降解水体中有机污染物的方法 | |
| CN111389347B (zh) | 一种废水除氟吸附剂及其制备方法 | |
| CN104724703A (zh) | 一种以芭蕉科植物为原料制备具有吸附性能活性炭的方法 | |
| CN106076335B (zh) | 一种非均相Fenton催化剂的制备方法和应用 | |
| CN109534432A (zh) | 一种去除富营养化水体中磷的生物炭改性材料的制备方法 | |
| CN109433153B (zh) | 一种纳米氢氧化镧改性的木质素多孔炭及其制备方法和应用 | |
| CN105170091A (zh) | 铁改性芦苇生物炭的制备及其在处理含磷废水上的应用 | |
| CN102107872A (zh) | 一种化工污泥添加果壳制备活性炭的工艺 | |
| CN109928391A (zh) | 一种改性白酒糟基活性炭及其制备方法 | |
| CN104998618A (zh) | 一种山核桃壳制备水热生物质炭的方法 | |
| CN104495841A (zh) | 一种掺杂核桃壳的污泥活性炭的制备方法 | |
| CN105854800A (zh) | 利用水生植物废弃物与盐酸制备改性生物炭的方法 | |
| CN101575097A (zh) | 废弃食用菌菌棒制备活性炭的方法 | |
| CN101234332A (zh) | 一种利用污泥和废石墨制备活性吸附材料方法 | |
| CN107188170A (zh) | 一种采用混合碱活化制备活性炭的生产工艺 | |
| CN105536698A (zh) | 造纸污泥活性生物质炭的制备方法 | |
| CN114684974A (zh) | 一种源分离尿液处理系统及方法 | |
| CN110606539A (zh) | 一种污泥资源化利用处理有机废水的方法 | |
| CN102134072A (zh) | 一种利用农药化工行业污水处理剩余污泥制备活性炭的工艺 | |
| CN108190886A (zh) | 用于染料废水处理的混合污泥基吸附材料 | |
| CN108101055A (zh) | 葡萄渣污泥基高效生物碳及其制备方法与应用 | |
| CN115739066A (zh) | 生物炭催化剂及其制备方法、垃圾渗滤液处理系统及方法 | |
| CN106276898A (zh) | 一种利用城市园林绿化垃圾制备压块活性炭的方法 | |
| CN106044745A (zh) | 一种茭白废弃物制备水热炭微球的方法和应用 | |
| CN109126411A (zh) | 一种剩余污泥负载铁尾矿改性吸附剂及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20180622 |