[发明专利]采用微波辐照制备梧桐树落叶掺杂泥质活性炭的方法

说明书

技术领域

本发明属于活性炭制备方法技术领域，涉及一种采用梧桐树落叶和城市污水处理厂污泥混合物作为原料利用微波辐照制备活性炭的方法，具体说是一种以城市污水处理厂未消化污泥为原料，以深秋梧桐树落叶为掺杂料，采用微波辐照法制备活性炭的方法。

背景技术

传统的活性炭制备多以木材、椰子壳、果核等为原料，由于国家对自然林禁伐致使木材、木炭的来源萎缩，使制备活性炭的原料受到极大限制，价格也呈上涨趋势。在此形势下，采用切实可行的新工艺，充分利用农林废弃物为原料制备活性炭具有重要的现实意义。

梧桐树是道路主干道上常见的绿化树木，秋末冬初叶子纷纷从枝头飘落，梧桐树落叶质量轻，体积大，运输和处理是目前环卫行业难以解决的课题。就地焚烧落叶的处理方法，因对环境的污染及其危险性已被严禁使用。现在处理树叶的方法主要是作为垃圾进行填埋。

梧桐树落叶富含木质素、纤维素、半纤维素、粗蛋白质、粗脂肪、淀粉及多糖。其中淀粉及多糖不仅可以制作优质的有机肥料和燃料，也可以造纸、作纸板、作饲料、种植菌类、作有机肥和燃料等，但都因为树叶占用的空间大，热效率较低，导致处理的成本较高没有发展起来。所以研究新的梧桐树落叶资源化利用方式是非常必要的。

污水厂污泥是一种含水率高、含大量有机物和有毒有害物质(包括微生物、重金属和有毒有机物)等的具有复杂流变形的半干性固体废物，它容量大、易腐败、不稳定、有恶臭，如不加以安全处理和处置，将造成严重的二次污染问题。同时污泥中含有大量的有机物、腐殖质等可利用资源，剩余污泥含碳量较高，其组成可用分子式C₅H₇NO₂表示，理论含碳量约为53％，具备了制备活性炭的客观条件。

传统制备活性炭工艺中，物料的加热主要是采用高温炉，加热是由外向内进行的，整个炭化过程需要数个小时，消耗大量热能。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用微波辐照制备梧桐树落叶掺杂泥质活性炭的方法，利用来源广、价格低廉的城市污水处理厂未消化污泥和深秋梧桐树落叶为原料，采用微波辐照的方式制备出梧桐树落叶掺杂泥质活性炭，提高了泥质活性炭的吸附能力，解决了传统电阻炉制备活性炭工艺中耗费时间长，消耗大量热能的问题。

本发明所采用的技术方案是，采用微波辐照制备梧桐树落叶掺杂泥质活性炭的方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，梧桐树落叶预处理，

收集深秋梧桐树落叶洗净，并于105℃～110℃烘干至恒重，粉碎，制得梧桐树落叶碎片；

步骤2，污泥预处理，

将污水处理厂未消化的脱水污泥于105℃～110℃烘干至恒重，粉碎，制得污泥颗粒；

步骤3，混合，

将步骤1制备的梧桐树落叶碎片和步骤2制备的污泥颗粒按照1:1～2的比例进行混合；

步骤4，浸渍，

将步骤3混合得到的污泥颗粒和梧桐树落叶碎片的混合物与化学活化剂按照液固比为3ml·g^-1～6ml·g^-1进行混合，浸渍21h～24h，得到浸渍后的污泥颗粒和梧桐树落叶碎片的混合物；

步骤5，炭化活化，

将步骤4得到的浸渍后的污泥颗粒和梧桐树落叶碎片的混合物放入反应器中，并置反应器于微波炉中，调整微波功率为和辐照时间炭化活化后，等反应器内温度降至室温后取出炭化活化后的产物；

步骤6，后处理，

将步骤5得到的产物经盐酸洗涤、热蒸馏水洗涤至中性，然后烘干、粉碎、过筛、即得梧桐树落叶掺杂泥质活性炭。

本发明的特点还在于，

其中，步骤1中的梧桐树落叶碎片和所述步骤2中的污泥颗粒的粒径大小均为1～2mm。

步骤4中的化学活化剂为质量浓度60%～80%的磷酸溶液、氯化锌溶液、硫酸溶液、氢氧化钾溶液或碳酸钾溶液中的一种。

步骤5中的微波功率为800W～1000W，微波辐照时间为5min～8min。

洗涤所用的盐酸质量浓度为30%～35%，热蒸馏水的温度为70℃～75℃。