一種粉煤灰耦合生物炭制備陶粒吸附材料的方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種粉煤灰耦合生物炭制備陶粒吸附材料的方法，屬于固體廢物資源化【技術(shù)領(lǐng)域】。該材料主要由粉煤灰耦合生物炭制備，制備步驟如下：生物炭預(yù)處理、其他原材料預(yù)處理、原材料混合、造粒和燒結(jié)。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下顯著特點(diǎn)和有益效果：對(duì)生物炭用有機(jī)溶劑進(jìn)行洗滌可有效降低生物炭帶入的多環(huán)芳烴，同時(shí)增加生物炭比表面積。在制備過(guò)程中不添加任何化工原料，從而降低原料成本。再生容易，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行方便。適用廢水種類廣，適用有機(jī)廢水以及含重金屬離子如Cu2+，Pb2+等的廢水。
【專利說(shuō)明】一種粉煤灰耦合生物炭制備陶粒吸附材料的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于固體廢物資源化【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種粉煤灰耦合生物炭制備陶粒吸附材料的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在電廠粉煤燃燒后生成的粉煤灰正越來(lái)越受到關(guān)注，除了廣泛用于建材、建工等工業(yè)領(lǐng)域外，目前還用于土壤改良、農(nóng)藥載體等農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。隨著環(huán)境污染日漸嚴(yán)重以及人們的環(huán)保意識(shí)不斷加強(qiáng)，粉煤灰在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用研究也正受到重視。
[0003]生物炭是指生物質(zhì)(如農(nóng)林業(yè)廢棄物等)在缺氧及低氧環(huán)境中經(jīng)熱裂解后的固體產(chǎn)物，其表面富含羧基、酚羥基、羰基等各種官能團(tuán)，孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)，并且顆粒表面帶有大量負(fù)電荷，電荷密度高，可作為吸附材料用于含有機(jī)物和重金屬的廢水處理。
[0004]申請(qǐng)?zhí)?008101627908的發(fā)明公開(kāi)了一種以粉煤灰為主要原料制備處理廢水的多孔陶粒的方法，制造工藝簡(jiǎn)單，再生容易，但其主要用于處理含有機(jī)物廢水。中國(guó)專利102701785B提出了一種粉煤灰免燒結(jié)的陶粒制備方法，制備過(guò)程不需要燒結(jié)，從而可以減少耗能，處理重金屬離子效果較好，但需加入表面活性劑和金屬硫化物，且在蒸養(yǎng)工序中仍需消耗一定的熱能，同時(shí)只側(cè)重含重金屬離子廢水的處理。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種用于廢水處理的陶粒吸附材料，該材料由粉煤灰耦合生物炭制備。
[0006]一種粉煤灰耦合生物炭制備陶粒吸附材料的方法，其特征在于:包括下列步驟:
(1)生物炭預(yù)處理:將生物炭用有機(jī)溶劑(包括但不限于乙醇溶液)浸泡洗滌后過(guò)濾，常溫下晾干粉碎；
(2)原材料預(yù)處理:將預(yù)處理好的生物炭、粉煤灰、紅土分別過(guò)80目篩，取篩下物，放入100°C烘箱中烘干后備用；
(3)原材料混合:按重量百分比20-40%的生物炭、30-50%的粉煤灰、10-50%的紅土攪拌均勻；
(4)造粒:加入適量去離子水，制造陶粒坯料；
(5)燒結(jié):陶粒坯常溫下風(fēng)干固化后，送入燒結(jié)爐，以1°C/min的升溫速度升至200°C保溫20-40min，再升溫至800°C燒結(jié)，保溫lh，在燒結(jié)爐中冷卻至常溫后得所得本發(fā)明陶粒吸附材料。
[0007]本發(fā)明所述粉煤灰為火力發(fā)電廠采用煤作為燃料而排放出的粉煤灰。
[0008]本發(fā)明所述所述生物炭為采用農(nóng)林業(yè)廢棄物經(jīng)熱裂解制備。
[0009]本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有以下顯著特點(diǎn)和有益效果:
(I)生物炭表面會(huì)附帶生物質(zhì)在裂解過(guò)程中生成的多環(huán)芳烴(PAHs)，因?yàn)樘樟Ｅ髁显跓Y(jié)中處于缺氧氛圍，附帶的PAHs無(wú)法通過(guò)燃燒方式去除，用有機(jī)溶劑洗滌生物炭可有效降低生物炭中的PAHs，同時(shí)可以增加生物炭比表面積。
[0010](2)在制備過(guò)程中不添加任何化工原料，從而降低原料成本。利用本發(fā)明陶粒進(jìn)行廢水處理，再生容易，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行方便。和不添加生物炭的陶粒相比，其表面官能團(tuán)豐富，適用廢水種類廣，可以適用有機(jī)廢水以及含重金屬離子如Cu2+，Pb2+的廢水。

【具體實(shí)施方式】
[0011]下面列舉具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的發(fā)明目的作進(jìn)一步詳細(xì)地描述，實(shí)施例不能在此一一贅述，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不因此限定于以下實(shí)施例。除非特別說(shuō)明，本發(fā)明采用的材料和加工方法為本【技術(shù)領(lǐng)域】常規(guī)材料和加工方法。
[0012]實(shí)施例一
(I)生物炭預(yù)處理:將快速熱裂解稻殼生物炭用乙醇溶液浸泡洗滌后過(guò)濾，常溫下晾干后粉碎。
[0013](2)原材料預(yù)處理:將預(yù)處理好的生物炭、粉煤灰、紅土分別過(guò)80目篩，取篩下物，放入100°C烘箱中烘干后備用。
[0014](3 )原材料混合:按重量百分比20%的生物炭、50%的粉煤灰、30%的紅土攪拌均勻。
[0015](4)造粒:加入適量去離子水，制造陶粒坯料。
[0016](5)燒結(jié):陶粒坯料常溫下風(fēng)干固化后，送入燒結(jié)爐，以1°C /min的升溫速度升至200°C保溫30min，再升溫至800°C燒結(jié)，保溫lh，在燒結(jié)爐中冷卻至常溫后得所得本發(fā)明陶粒吸附材料。
[0017]實(shí)施例二
(I)生物炭預(yù)處理:將快速熱裂解稻殼生物炭用乙醇溶液浸泡洗滌后過(guò)濾，常溫下晾干后粉碎。
[0018](2)原材料預(yù)處理:將預(yù)處理好的生物炭、粉煤灰、紅土分別過(guò)80目篩，取篩下物，放入100°C烘箱中烘干后備用。
[0019](3 )原材料混合:按重量百分比40%的生物炭、30%的粉煤灰、30%的紅土攪拌均勻。
[0020](4)造粒:加入適量去離子水，制造陶粒坯料。
[0021](5)燒結(jié):陶粒坯料常溫下風(fēng)干固化后，送入燒結(jié)爐，以1°C /min的升溫速度升至200°C保溫20min，再升溫至800°C燒結(jié)，保溫lh，在燒結(jié)爐中冷卻至常溫后得所得本發(fā)明陶粒吸附材料。
[0022]實(shí)施例三
(I)生物炭預(yù)處理:將快速熱裂解稻殼生物炭用乙醇溶液浸泡洗滌后過(guò)濾，常溫下晾干后粉碎。
[0023](2)原材料預(yù)處理:將預(yù)處理好的生物炭、粉煤灰、紅土分別過(guò)80目篩，取篩下物，放入100°C烘箱中烘干后備用。
[0024](3)原材料混合:按重量百分比40%的生物炭、50%的粉煤灰、10%的紅土攪拌均勻。
[0025](4)造粒:加入適量去離子水，制造陶粒坯料。
[0026](5)燒結(jié):陶粒坯料常溫下風(fēng)干固化后，送入燒結(jié)爐，以1°C /min的升溫速度升至200°C保溫30min，再升溫至800°C燒結(jié)，保溫lh，在燒結(jié)爐中冷卻至常溫后得所得本發(fā)明陶粒吸附材料。
[0027]實(shí)施例四
(I)生物炭預(yù)處理:將快速熱裂解稻殼生物炭用乙醇溶液浸泡洗滌后過(guò)濾，常溫下晾干后粉碎。
[0028](2)原材料預(yù)處理:將預(yù)處理好的生物炭、粉煤灰、紅土分別過(guò)80目篩，取篩下物，放入100°C烘箱中烘干后備用。
[0029](3 )原材料混合:按重量百分比20%的生物炭、30%的粉煤灰、50%的紅土攪拌均勻。
[0030](4)造粒:加入適量去離子水，制造陶粒坯料。
[0031](5)燒結(jié):陶粒坯料常溫下風(fēng)干固化后，送入燒結(jié)爐，以1°C /min的升溫速度升至200°C保溫30min，再升溫至800°C燒結(jié)，保溫lh，在燒結(jié)爐中冷卻至常溫后得所得本發(fā)明陶粒吸附材料。
[0032]陶粒處理廢水應(yīng)用實(shí)例
取本發(fā)明制得的陶粒吸附材料制成濾柱，通過(guò)蠕動(dòng)泵分別將含COD廢水和含Cu2+廢水采用非循環(huán)方式通過(guò)濾柱，廢水COD脫除率為87.9%，含Cu2+吸附率為90.8%。
[0033]上述實(shí)施例僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非用來(lái)限定本發(fā)明的實(shí)施范圍。即凡依本
【發(fā)明內(nèi)容】
所作的均等變化與修飾，都為本發(fā)明權(quán)利要求所要求保護(hù)的范圍所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種粉煤灰耦合生物炭制備陶粒吸附材料的方法，其特征在于包括如下步驟: (1)生物炭預(yù)處理:將生物炭用有機(jī)溶劑浸泡洗滌后過(guò)濾，常溫下晾干粉碎； (2)其他原材料預(yù)處理:將上述生物炭、粉煤灰、紅土分別過(guò)80目篩，取篩下物，放入100°C烘箱中烘干后備用； (3)原材料混合:按重量百分比20-40%的生物炭、30-50%的粉煤灰，重量百分比10-50%的紅土攪拌均勻； (4)造粒:加入適量去離子水，制造陶粒坯料； (5)焙燒:陶粒坯料常溫下風(fēng)干固化后，送入燒結(jié)爐，以1°C/min的升溫速度至200°C，保溫20-40min，再升溫至800°C燒結(jié)，保溫lh，在燒結(jié)爐中冷卻至常溫后得本發(fā)明陶瓷顆粒吸附材料。
2.按照權(quán)利要求1所述一種粉煤灰耦合生物炭制備陶粒吸附材料的方法，其特征在于:所述粉煤灰為火力發(fā)電廠采用煤作為燃料而排放出的粉煤灰。
3.按照權(quán)利要求1所述一種粉煤灰耦合生物炭制備陶粒吸附材料的方法，其特征在于:所述生物炭為采用農(nóng)林業(yè)廢棄物經(jīng)熱裂解制備。
【文檔編號(hào)】C02F1/28GK104148016SQ201410430005
【公開(kāi)日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月28日
【發(fā)明者】鄧春健, 涂婷, 胡梅娟, 黃林長(zhǎng), 王佳俊 申請(qǐng)人:南昌航空大學(xué)