專利名稱：利用廢棄食用菌渣制備活性炭的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于廢棄食用菌渣利用技術領域，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：
隨著食用菌產業(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，對飲用水的污染，其程度已嚴重到了無法容忍的地步，所帶來的直接和間接的 經(jīng)濟損失也越來越大。僅就四川德陽市什邡地區(qū)一個鎮(zhèn)的調査獲知,該鎮(zhèn)食用菌生產每 年的菌袋用量達上億袋，按每袋用培養(yǎng)基千料0.6公斤計，每年產生的廢料達6萬噸之 多。四川是食用菌生產大省，解決食用菌廢料的處理與再利用已成為當前重要的攻關 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方面
1、 用于食用菌再生產
利用菌渣作為配料用于食用菌再生產的研究和實踐始于上個世紀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)較好質量的雞腿菇(熊鷹唐利民姜鄰雞腿蘑對食用菌菌渣的再利用研究食 用菌學報.2005，12(1).-27-30)。實踐證明一般以20%的菌渣加入量為宜，但應保證菌
渣未受污染，無害蟲，菌塊結實。雖然該方法對降低食用菌培養(yǎng)基質的用料量，降低 食用菌生產成本有較大的意義，但菌渣回用量有限，且對回用菌渣有較高的質量要求， 因而要大規(guī)模的緩解廢棄菌渣造成的災害尚有困難。最主要的問題是該方法并未脫離 傳統(tǒng)的"資源一-產品-一污染排放"非循環(huán)生產模式，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值。但由于其中含粗纖維達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、兔等食草動物(食用菌垃圾可
制成飼料農村科學實驗.2006(6).-31-31;蔣明琴食用菌糠替代部分精料飼喂奶牛 效果好中國農村科技.2006(5).-30-31;陳學通用白靈薛菌渣飼喂育肥羊效果當 代畜牧.2005(4).-25-26)，且再生利用量也較小，同時還不具備較常規(guī)飼料更突出的 優(yōu)勢，更為低廉的成本和售價競爭力，其市場份額也較小。
3、 用于肥料
由于菌渣含各種優(yōu)質的有機物和多種礦物元素，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 垃圾變肥料北京農業(yè).2005(9) ,42-42;王美琴食用菌渣對水稻的增產效果初探 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提高土壤肥力和 青椒產量的探討土壤農化.1995,10(4),35-41,26)。但該技術具有與菌渣制飼料技 術同樣的局限性。
4、 用于生產燃料
即將菌渣曬干后經(jīng)氣化爐燃燒產生燃氣(周松林菌渣的利用一生產燃氣食用 菌.2002, 24(1),6-6)。但菌渣的燃燒只能獲取其10%的熱能，對其利用不太合理。同 時其處理菌渣的能力極為有限。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是針對已有技術狀況，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 棄食用菌渣進行處理、干燥、粉碎，然后進行炭化、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目篩進行篩分，去除沙，土和其它雜質； 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，在惰性氣體保護下，以1 20'C/min
的升溫速率升至400 60CrC進行炭化，炭化時間1 3小時；
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小時即可。 為了進一步去除菌渣內所含雜質，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下進行酸洗后再干燥、粉碎，酸洗處理時間3
20小時。
當要求制備的活性炭為球粒狀或柱狀時，即需先將干燥、粉碎后的粉末菌渣，按 重量百分比計，加入5 20%的粘合劑攪拌混合均勻，放入成型機內制成粒徑為球粒狀 或柱狀菌渣，然后再進行炭化、活化。
以上方法中于處理時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所用的活化劑為水蒸汽或二氧化碳氣體。 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)明與已有技術相比，具有以下優(yōu)點
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——食用菌(產品)——廢棄菌渣——菌渣活性炭——活性炭產品用于 治理環(huán)境污染的循環(huán)經(jīng)濟圈，符合循環(huán)經(jīng)濟的3R原則，具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效 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，市場競爭優(yōu)勢明顯， 可滿足國內外市場對活性炭產品的供不應求的需要。
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)明方法簡單，控制容易，工藝成熟，可根據(jù)環(huán)境污染治理產業(yè)市場的需要， 以及適應食用菌產業(yè)發(fā)展來建立適合要求規(guī)模的活性炭生產，同時可在不同地區(qū)的產 菌基地辦廠，實現(xiàn)產菌，利用菌渣制備活性炭的系列生產。
具體實施例方式
下面給出實施例并對本發(fā)明作進一步說明。有必要在此指出的是以下實施例不能 理解為對本發(fā)明保護范圍的限制，如果該領域的技術熟練人員根據(jù)上述本發(fā)明內容對
本發(fā)明作出一些非本質的改進和調整，仍屬于本發(fā)明保護范圍。 實施例l
將廢棄食用菌渣用3 20目篩進行篩分，去除沙，土和其它雜質，然后用濃度為
20%的硝酸液在溫度45"下進行酸洗，酸洗處理時間10小時；將酸洗處理后的菌渣在 烘干機中進行干燥，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，加入15%的煤焦油攪拌混合均勻，放 入成型機內制成粒徑為8mm的球粒狀，然后在惰性氣體保護下，以2(TC/min的升溫速 率升至55(TC進行炭化，炭化時間l小時；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，活性炭的強度90%。 實施例2
將廢棄食用菌渣用3 20目篩進行篩分，去除沙，土和其它雜質，然后用濃度為 30免的硝酸液在溫度6(TC下進行酸洗，酸洗處理時間3小時；將酸洗處理后的菌渣在烘 干機中進行干燥，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，加入20%的聚乙烯醇攪拌混合均勻，放 入成型機內制成直徑為8mm的柱狀，然后在惰性氣體保護下，以15'C/min的升溫速率 升至600'C進行炭化，炭化時間1.5小時；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,活性炭的強度85%。
實施例3
將廢棄食用菌渣用3 20目篩進行篩分，去除沙，土和其它雜質；將篩分后的菌 渣在烘干機中進行干燥，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，加入10%的酚醛攪拌混合均勻， 放入成型機內制成直徑為4mm的柱狀，然后在惰性氣體保護下，以10°C/min的升溫速 率升至40(TC進行炭化，炭化時間2. 5小時；將炭化后的材料在溫度80(TC下用水蒸汽 活化80分鐘即可。活性炭得率32%，碘吸附值720mg/g，活性炭的強度90%。
實施例4
將廢棄食用菌渣用3 20目篩進行篩分，去除沙，土和其它雜質，然后用濃度為 5%的鹽酸液在室溫下進行酸洗，酸洗處理時間20小時；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，在惰性氣體保護下，以5XVmin的升溫速率升至400'C進行炭化，炭化時間 3小時；將炭化后的材料在溫度90(TC下用二氧化碳氣體活化1小時即可。活性炭得率 28%,碘吸附值650mg/g。
實施例5
將廢棄食用菌渣用3 20目篩進行篩分，去除沙，土和其它雜質，然后用濃度為 8。/o的硝酸液在溫度40。C下進行酸洗，酸洗處理時間12小時；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，加入8%的酚醛攪拌混合均勻，放入成型機內制成 粒徑為5mm的球粒狀，然后在惰性氣體保護下，以8'C/min的升溫速率升至45(TC進行 炭化，炭化時間2小時；將炭化后的材料在溫度70(TC下用二氧化碳氣體活化50分鐘 即可?；钚蕴康寐?0%，碘吸附值700mg/g，活性炭的強度91%。
權利要求
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行處理、干燥、粉碎，然后進行炭化、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目篩進行篩分，去除沙，土和其它雜質；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，在惰性氣體保護下，以1～20℃/min的升溫速率升至400～600℃進行炭化，炭化時間1～3小時；活化將炭化后的材料在溫度700～900℃下用活化劑活化0.5～2小時即可。
2、 按照權利要求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下進行酸洗后再干燥、粉碎，酸洗處 理時間3 20小時。
3、 按照權利要求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 時所用的酸液為鹽酸或硝酸溶液。
4、 按照權利要求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 在于當要求制備的活性炭為球粒狀或柱狀時，即需先將干燥、粉碎后的粉末菌渣，按 重量百分比計，加入5 20%的粘合劑攪拌混合均勻，放入成型機內制成粒徑為球粒狀 或柱狀菌渣，然后再進行炭化、活化。
5、 按照權利要求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，其特征在于活化時所用活化劑為水蒸汽或二氧化碳氣體。
9、 按照權利要求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 時所用活化劑為水蒸汽或二氧化碳氣體。
10、按照權利要求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 化時所用活化劑為水蒸汽或二氧化碳氣體。
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行篩分、酸洗處理，然后干燥、粉碎或干燥、粉碎、成型，最后進行炭化、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，且所獲產品成本低，附加值高，市場競爭優(yōu)勢明顯，經(jīng)濟效益和社會效益顯著，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，可實現(xiàn)產菌，利用菌渣制備活性炭的系列生產。
文檔編號C01B31/00GK101112985SQ200710049438
公開日2008年1月30日 申請日期2007年7月3日 優(yōu)先權日2007年7月3日
發(fā)明者堅 華, 吳莉麗, 尹華強, 楚英豪, 勇 胡, 趙瑞方 申請人:四川大學