本發明屬于活性炭制備領域，具體涉及一種利用鈦白廢酸制備污泥活性炭的方法。
背景技術：
隨著城市化進程的加快，城鎮污水處理行業得到了快速發展。據統計，截至2015年初，全國市縣累計建成市政污水處理廠3892座，污水日處理能力約1.76億立方米。作為污水處理的衍生品——剩余污泥，其產量也呈現高速增長趨勢，根據環保部的統計，2014年我國城鎮污泥產量為2801.47萬噸，同比增長達11.57％。面對大量污泥的產生，目前，我國普遍采用的處理方式為衛生填埋、堆肥處理、熱干化與焚燒處理等，其中以衛生填埋為主。大量污泥的填埋，不僅占用了大量的土地資源，同時，污泥中有機物含量較高，若將其進行填埋處理，是對“資源”的一種浪費；與此同時，填埋污泥中含有大量的細菌、病原體和重金屬等，可能會帶來巨大的生態污染破壞和潛在的環境風險。因此，開發一種污泥資源化利用技術便成為化解當前污泥處置困境的最佳選擇。
在鈦白粉的生產工藝中會產生大量的鈦白廢酸溶液(含硫酸質量濃度約20％，Fe2+質量濃度約3％)，據統計，每生產1噸鈦白粉，會產生8～10噸左右的廢酸。目前，國內鈦白粉產量近7萬t/a，按粗略估算，全國鈦白粉廠每年至少產生56～100萬t的廢酸。數量如此龐大的廢液如果肆意排放將會對環境產生巨大影響，但若經處理達標后排放又會花費大量處理費用，給企業帶來巨大的資金壓力。
技術實現要素：
針對現有污泥處置技術存在的不足及鈦白廢酸處理存在的難題，本發明提供一種利用鈦白廢酸制備污泥活性炭的方法，以解決剩余污泥的處置和鈦白廢酸的處理對環境和經濟帶來的壓力。
為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：
一種利用鈦白廢酸制備污泥活性炭的方法，該技術是將鈦白廢酸作用于城市污水處理廠二沉池排放的剩余污泥，制備污泥活性炭，從而達到以廢治廢，變廢為寶的目的。
具體包括以下步驟：
1)將二沉池脫水污泥經104℃下干燥至恒重，冷卻后粉碎并過100目篩；
2)將步驟1)中制得的過篩干污泥與鈦白廢酸按照固液比為1：1～1：3.5攪拌混合均勻，在室溫下浸漬活化24h，經104℃下干燥后按照升溫速率為15℃/min在250～500℃溫度下活化炭化45～120min；
3)待步驟2)中經活化炭化后的樣品冷卻后用質量分數為10％HCl潤洗數次至洗液澄清，再用70℃左右的去離子水洗滌至洗液為中性；
4)將步驟3)中制得的樣品于104℃下干燥至恒重，待冷卻后粉碎并過100目篩，即制得污泥活性炭。
作為一種改進，步驟2)中的具體參數可以優化為：過篩干污泥與鈦白廢酸固液比為1：1，升溫速率為15℃/min，炭化溫度為250℃，炭化時間為45min；
作為另一種改進，步驟2)中的具體參數也可以優化為：過篩干污泥與鈦白廢酸固液比為1：3.5，升溫速率為15℃/min，炭化溫度為500℃，炭化時間為120min；
作為又一種改進，步驟2)中的具體參數也可以優化為：過篩干污泥與鈦白廢酸固液比為1：3，升溫速率為15℃/min，炭化溫度為350℃，炭化時間為75min。
本發明的優點在于以剩余污泥和鈦白廢酸為原料制備污泥活性炭，既解決了困擾污水處理企業污泥處置難題，又大大降低了鈦白粉生產企業用于鈦白廢酸處置的費用開支，與此同時，將兩者聯合用于制備污泥活性炭，實現了以廢治廢，變廢為寶，大大降低了活性炭的制備成本。制得的污泥活性炭碘吸附值為295.90～406.40mg/g，得率為60.7～62.6％。
具體實施方式
下述實施例中所使用的污泥為活性污泥法工藝中經二沉池沉淀后的污泥。
下面結合實施例對本發明進一步說明。
實施例一
1)將二沉池脫水污泥經104℃下干燥至恒重，冷卻后粉碎并過100目篩；
2)將干污泥與鈦白廢酸按照固液比為1：1比例攪拌混合均勻，在室溫下浸漬活化24h，然后將浸漬污泥經104℃下干燥后按照升溫速率為15℃/min在250℃溫度下活化炭化45min；
3)待活化炭化后的樣品冷卻后用質量分數為10％HCl潤洗數次至洗液澄清，再用70℃左右的去離子水洗滌至洗液為中性；
4)將制得的樣品于104℃下干燥至恒重，待冷卻后粉碎并過100目篩，即制得污泥活性炭。污泥活性炭碘吸附值為295.90mg/g，得率為62.0％。
實施例二
1)將二沉池脫水污泥經104℃下干燥至恒重，冷卻后粉碎并過100目篩；
2)將干污泥與鈦白廢酸按照固液比為1：3.5比例攪拌混合均勻，在室溫下浸漬活化24h，然后將浸漬污泥經104℃下干燥后按照升溫速率為15℃/min在500℃溫度下活化炭化120min；
3)待活化炭化后的樣品冷卻后用質量分數為10％HCl潤洗數次至洗液澄清，再用70℃左右的去離子水洗滌至洗液為中性；
4)將制得的樣品于104℃下干燥至恒重，待冷卻后粉碎并過100目篩，即制得污泥活性炭。污泥活性炭碘吸附值為353.53mg/g，得率為60.7％。
實施例三
1)將二沉池脫水污泥經104℃下干燥至恒重，冷卻后粉碎并過100目篩；
2)將干污泥與鈦白廢酸按照固液比為1：3比例攪拌混合均勻，在室溫下浸漬活化24h，然后將浸漬污泥經104℃下干燥后按照升溫速率為15℃/min在350℃溫度下活化炭化75min；
3)待活化炭化后的樣品冷卻后用質量分數為10％HCl潤洗數次至洗液澄清，再用70℃左右的去離子水洗滌至洗液為中性；
4)將制得的樣品于104℃下干燥至恒重，待冷卻后粉碎并過100目篩，即制得污泥活性炭。污泥活性炭碘吸附值為406.40mg/g，得率為62.6％。
本發明的上述實施例僅僅是為說明本發明所作的舉例，而并非是對本發明的實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其他不同形式的變化和變動。這里無法對所有的實施方式予以窮舉。凡是屬于本發明的技術方案所引申出的顯而易見的變化或變動仍處于本發明的保護范圍之列。