本發明涉及一種污泥基生物炭，特別是涉及一種垃圾滲濾液調節池底泥制備生物炭的方法。
背景技術：
生物炭是指生物質在缺氧條件下經高溫熱解后剩下的物質。生物炭具有較大的比表面積和多孔結構，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。垃圾滲濾液調節池是城市生活垃圾衛生填埋場用于調節垃圾滲濾液處理過程的水量和水質的重要單體。隨著使用年限的增加，底泥的郁積嚴重影響了調節池的使用效率。清淤的底泥如果處置不當會造成環境的二次污染。調節池底泥中含有大量的有機物，可作為制備生物炭的原材料。但也因其所含成分復雜，尤其含有重金屬成分，因此制成的生物炭品質及性能較商業生物炭差距很大，其應用范圍與價值也大大受限。城市生活垃圾衛生填埋場滲濾液成分復雜，不僅COD等有機污染物含量高，難以被生物降解，且容易對微生物造成毒害影響。
本發明從“以廢治廢”的理念出發，利用垃圾滲濾液調節池的底泥來制備生物炭，直接應用于該填埋場垃圾滲濾液的預處理，以去除滲濾液中對微生物有毒害影響的成分，并減輕垃圾滲濾液處理系統負荷。
技術實現要素：
本發明的目的在于提供一種利用垃圾滲濾液調節池底泥來制備生物炭的方法，該方法簡單，易操作，并可實現“以廢治廢”成效。
為實現本發明的目的提出了一種垃圾滲濾液調節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）得到動的底泥干粉體置入氣氛馬弗爐中熱解，通入100～200 mL/min的氮氣15min，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節池底泥基生物炭。
本發明的優點在于：
從“以廢治廢”的理念出發，賦予了垃圾滲濾液調節池底泥一種變廢為寶的新用途，利用其制成的生物炭應用于該填埋場垃圾滲濾液的預處理，去除滲濾液中對微生物有毒害影響的成分，并減輕垃圾滲濾液處理系統負荷。
具體實施方式
實施例1
（1）底泥在自然條件下風干，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熱解處理，先以200mL/min速率通入氮氣15min， 然后開始升溫加熱，以10℃/min升溫速度至400℃并保持該溫度3h，關閉加熱系統使之自然降溫到80℃，取出物料放在干燥器內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明所述的垃圾滲濾液調節池底泥基生物炭。
采用碘值測定法將本實施例制備的底泥基生物炭的進行碘值與比表面積測定，碘值為358.1mg/g、比表面積為355.5m2/g。
將本實施例制備的底泥基生物炭用于滲濾液預處理，結果表明，當底泥基生物炭投加量為800mg/L時，經預處理后的滲濾液水質指標為：CODCr濃度3546mg/L、NH4+-N濃度867mg/L、TP濃度16.7mg/L，上述三項指標的去除率分別77.5%、32.8%和90.7%。
實施例2
（1）底泥在自然條件下風干，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熱解處理。先以200mL/min速率通入氮氣15min， 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，關閉加熱系統使之自然降溫到80℃，取出物料放在干燥器內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明所述的垃圾滲濾液調節池底泥基生物炭。
采用碘值測定法將本實施例步驟所制備的底泥基生物炭進行碘值與比表面積測定，分別是396.2mg/g、407.3m2/g。用于滲濾液預處理，結果表明，當底泥基生物炭投加量為800mg/L時，經預處理后的水質指標為
將本實施例制備的底泥基生物炭用于滲濾液預處理，結果表明，當底泥基生物炭投加量為800mg/L時，滲濾液主要水質指標：CODCr濃度3546mg/L、NH4+-N濃度867mg/L、TP濃度16.7mg/L的垃圾滲濾液預處理，上述三項指標的去除率分別84.9%、38.4%和93.7%。
實施例3
（1）底泥在自然條件下風干，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熱解處理。先以200mL/min速率通入氮氣15min， 然后開始升溫加熱，以20℃/min升溫速度至600℃并保持該溫度2h，關閉加熱系統使之自然降溫到80℃，取出物料放在干燥器內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明所述的垃圾滲濾液調節池底泥基生物炭。
采用碘值測定法將本實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。
將本實施例制備的底泥基生物炭用于滲濾液預處理：當底泥基生物炭投加量為800mg/L時，本實施例制得的生物炭對主要水質指標：CODCr濃度3546mg/L、NH4+-N濃度867mg/L、TP濃度16.7mg/L的垃圾滲濾液預處理，上述三項指標的去除率分別71.5%、30.1%和85.9%。