本發(fā)明涉及一種污泥基生物炭，特別是涉及一種垃圾滲濾液調(diào)節(jié)池底泥制備生物炭的方法。
背景技術(shù)：
生物炭是指生物質(zhì)在缺氧條件下經(jīng)高溫?zé)峤夂笫Ｏ碌奈镔|(zhì)。生物炭具有較大的比表面積和多孔結(jié)構(gòu)，具有良好的吸附性能，可作為污水處理吸附劑，吸附水中的重金屬、氨氮、磷酸鹽等。垃圾滲濾液調(diào)節(jié)池是城市生活垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)用于調(diào)節(jié)垃圾滲濾液處理過程的水量和水質(zhì)的重要單體。隨著使用年限的增加，底泥的郁積嚴(yán)重影響了調(diào)節(jié)池的使用效率。清淤的底泥如果處置不當(dāng)會(huì)造成環(huán)境的二次污染。調(diào)節(jié)池底泥中含有大量的有機(jī)物，可作為制備生物炭的原材料。但也因其所含成分復(fù)雜，尤其含有重金屬成分，因此制成的生物炭品質(zhì)及性能較商業(yè)生物炭差距很大，其應(yīng)用范圍與價(jià)值也大大受限。城市生活垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)滲濾液成分復(fù)雜，不僅COD等有機(jī)污染物含量高，難以被生物降解，且容易對(duì)微生物造成毒害影響。
本發(fā)明從“以廢治廢”的理念出發(fā)，利用垃圾滲濾液調(diào)節(jié)池的底泥來制備生物炭，直接應(yīng)用于該填埋場(chǎng)垃圾滲濾液的預(yù)處理，以去除滲濾液中對(duì)微生物有毒害影響的成分，并減輕垃圾滲濾液處理系統(tǒng)負(fù)荷。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種利用垃圾滲濾液調(diào)節(jié)池底泥來制備生物炭的方法，該方法簡單，易操作，并可實(shí)現(xiàn)“以廢治廢”成效。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的提出了一種垃圾滲濾液調(diào)節(jié)池底泥制備生物炭的方法，包括以下步驟：
（1）底泥在自然條件下風(fēng)干，然后放置烘箱于105℃烘去水分，直至恒重后取出冷卻，去除石塊等雜物，用破碎機(jī)破碎至4～8mm，研磨后過200目篩得到底泥干粉末。
（2）將過200目篩的底泥干粉末浸泡在1-3mol/L的KOH中8～24h，過濾后濾渣置入烘箱于105℃烘去水分，直至恒重后取出冷卻得到底泥干粉體。
（3）將步驟（2）得到動(dòng)的底泥干粉體置入氣氛馬弗爐中熱解，通入100～200 mL/min的氮?dú)?5min，后以10～20 ℃/min的升溫速度加熱至400～600℃之間，在此溫度之間停留2～3h后，停止加熱并降溫至 80℃出料，放在干燥器內(nèi)冷卻得到熱解干粉體。
（4）將步驟（3）得到的熱解干粉體用1 mol/L的鹽酸浸洗5min。
（5）浸洗后濾去步驟（4）的鹽酸，再用去離子水浸泡20min后過濾；上述去離子水浸泡與過濾步驟重復(fù)3～5遍，直至濾液pH為7～8；再把濾上物放入烘箱于105℃烘干至恒重，最終獲得垃圾滲濾液調(diào)節(jié)池底泥基生物炭。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：
從“以廢治廢”的理念出發(fā)，賦予了垃圾滲濾液調(diào)節(jié)池底泥一種變廢為寶的新用途，利用其制成的生物炭應(yīng)用于該填埋場(chǎng)垃圾滲濾液的預(yù)處理，去除滲濾液中對(duì)微生物有毒害影響的成分，并減輕垃圾滲濾液處理系統(tǒng)負(fù)荷。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
（1）底泥在自然條件下風(fēng)干，然后放置烘箱于105℃烘去水分，直至恒重后取出冷卻，去除石塊等雜物，用破碎機(jī)破碎至4～8mm，研磨后過200目篩得到底泥干粉末。
（2）將過200目篩的底泥干粉末浸泡在1mol/L的KOH中24h，過濾后濾渣置入烘箱于105℃烘去水分，直至恒重后取出冷卻得到底泥干粉體。
（3）將底泥干粉體放入氣氛馬弗爐高溫?zé)峤馓幚?，先?00mL/min速率通入氮?dú)?5min， 然后開始升溫加熱，以10℃/min升溫速度至400℃并保持該溫度3h，關(guān)閉加熱系統(tǒng)使之自然降溫到80℃，取出物料放在干燥器內(nèi)冷卻得到熱解干粉體。
（4）將熱解干粉體用1M的鹽酸浸洗5min。
（5）濾去鹽酸，將濾渣用去離子水浸泡，攪拌清洗15min后過濾，重復(fù)5次的去離子水浸洗和過濾步驟，最后將濾上物放入烘箱于105℃烘干至恒重，取出干燥冷卻后即得到本發(fā)明所述的垃圾滲濾液調(diào)節(jié)池底泥基生物炭。
采用碘值測(cè)定法將本實(shí)施例制備的底泥基生物炭的進(jìn)行碘值與比表面積測(cè)定，碘值為358.1mg/g、比表面積為355.5m2/g。
將本實(shí)施例制備的底泥基生物炭用于滲濾液預(yù)處理，結(jié)果表明，當(dāng)?shù)啄嗷锾客都恿繛?00mg/L時(shí)，經(jīng)預(yù)處理后的滲濾液水質(zhì)指標(biāo)為：CODCr濃度3546mg/L、NH4+-N濃度867mg/L、TP濃度16.7mg/L，上述三項(xiàng)指標(biāo)的去除率分別77.5%、32.8%和90.7%。
實(shí)施例2
（1）底泥在自然條件下風(fēng)干，然后放置烘箱于105℃烘去水分，直至恒重后取出冷卻，去除石塊等雜物，用破碎機(jī)破碎至4～8mm，研磨后過200目篩得到底泥干粉末。
（2）將過200目篩的底泥干粉末浸泡在2mol/L的KOH中16h，過濾后濾渣置入烘箱于105℃烘去水分，直至恒重后取出冷卻得到底泥干粉體。
（3）將（2）得到的底泥干粉體放入氣氛馬弗爐高溫?zé)峤馓幚?。先?00mL/min速率通入氮?dú)?5min， 然后開始升溫加熱，以15℃/min升溫速度至500℃并保持該溫度2.5h，關(guān)閉加熱系統(tǒng)使之自然降溫到80℃，取出物料放在干燥器內(nèi)冷卻得到熱解干粉體。
（4）待熱解干粉體降冷卻至室溫后，用1M的鹽酸浸洗5min。
（5）濾去鹽酸，將濾渣用去離子水浸泡，攪拌清洗15min后過濾，重復(fù)5次的去離子水浸洗和過濾步驟。最后將濾上物放入烘箱于105℃烘干至恒重，取出干燥冷卻后即得到本發(fā)明所述的垃圾滲濾液調(diào)節(jié)池底泥基生物炭。
采用碘值測(cè)定法將本實(shí)施例步驟所制備的底泥基生物炭進(jìn)行碘值與比表面積測(cè)定，分別是396.2mg/g、407.3m2/g。用于滲濾液預(yù)處理，結(jié)果表明，當(dāng)?shù)啄嗷锾客都恿繛?00mg/L時(shí)，經(jīng)預(yù)處理后的水質(zhì)指標(biāo)為
將本實(shí)施例制備的底泥基生物炭用于滲濾液預(yù)處理，結(jié)果表明，當(dāng)?shù)啄嗷锾客都恿繛?00mg/L時(shí)，滲濾液主要水質(zhì)指標(biāo)：CODCr濃度3546mg/L、NH4+-N濃度867mg/L、TP濃度16.7mg/L的垃圾滲濾液預(yù)處理，上述三項(xiàng)指標(biāo)的去除率分別84.9%、38.4%和93.7%。
實(shí)施例3
（1）底泥在自然條件下風(fēng)干，然后放置烘箱于105℃烘去水分，直至恒重后取出冷卻，去除石塊等雜物，用破碎機(jī)破碎至4～8mm，研磨后過200目篩得到底泥干粉末。
（2）將過200目篩的底泥干粉末浸泡在3mol/L的KOH中8h，過濾后濾渣置入烘箱于105℃烘去水分，直至恒重后取出冷卻得到底泥干粉體。
（3）將（1）將底泥干粉體物料放入氣氛馬弗爐高溫?zé)峤馓幚?。先?00mL/min速率通入氮?dú)?5min， 然后開始升溫加熱，以20℃/min升溫速度至600℃并保持該溫度2h，關(guān)閉加熱系統(tǒng)使之自然降溫到80℃，取出物料放在干燥器內(nèi)冷卻得到熱解干粉體。
（4）待熱解干粉體降冷卻至室溫后，用1M的鹽酸浸洗5min。
（5）濾去鹽酸，將濾渣用去離子水浸泡，攪拌清洗15min后過濾，重復(fù)5次的去離子水浸洗和過濾步驟。最后將濾上物放入烘箱于105℃烘干至恒重，取出干燥冷卻后即得到發(fā)明所述的垃圾滲濾液調(diào)節(jié)池底泥基生物炭。
采用碘值測(cè)定法將本實(shí)施例步驟所制備的底泥基生物炭的碘值與比表面積分別是322.6mg/g、326.4m2/g。
將本實(shí)施例制備的底泥基生物炭用于滲濾液預(yù)處理：當(dāng)?shù)啄嗷锾客都恿繛?00mg/L時(shí)，本實(shí)施例制得的生物炭對(duì)主要水質(zhì)指標(biāo)：CODCr濃度3546mg/L、NH4+-N濃度867mg/L、TP濃度16.7mg/L的垃圾滲濾液預(yù)處理，上述三項(xiàng)指標(biāo)的去除率分別71.5%、30.1%和85.9%。