本發(fā)明涉及一種利用污泥制備填埋氣凈化劑的方法，屬廢棄物資源化利用及環(huán)境凈化技術(shù)領(lǐng)域。

技術(shù)背景

污泥是污水處理廠中常見的固體廢棄物，含有多種有機(jī)物和重金屬，若無序排放，可通過大氣、地下水、地表水和土壤等進(jìn)入食物鏈，影響人類健康，目前的處理過程中，污泥因數(shù)量巨大和成分復(fù)雜而成為處理難點，主要采用填埋的方式進(jìn)行處理。

在綜合填埋場中，垃圾在降解中會產(chǎn)生大量的廢氣，即填埋氣，其主要成分是甲烷（50～70%），具有熱值高，著火點高的優(yōu)勢，可作為可再生資源利用，然而填埋氣中二氧化碳、硫化氫、氨氣和鹵化物等氣體，在降低填埋氣熱值的同時危害著人類健康，影響了填埋氣的利用過程。現(xiàn)有的凈化處理方法耗資高，成本高，急需一種經(jīng)濟(jì)高效的處理手段。

本發(fā)明利用需要填埋處理的污泥來制備高效凈化劑，為污泥處理和填埋氣凈化問題提供新的解決方式。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種利用污泥制備填埋氣凈化劑的方法，該方法制備的填埋氣凈化劑，其表面酸性官能團(tuán)含量可達(dá)3.5～5.5mmol/g，堿性官能團(tuán)達(dá)0.8～2.2mmol /g ，實現(xiàn)了污泥的資源化利用。

本發(fā)明一種利用污泥制備填埋氣凈化劑的方法，其特征在于：所述的原料為污泥，其烘干后的成份：碳的重量含量為30～50%；鐵(Fe)的重量含量為4～12%；鈣(Ca) 重量含量為8～15%，其制備步驟如下：

(1). 將干燥后的污泥放入研磨機(jī)研磨，過100目篩，得到污泥粉末；

(2). 將上述污泥粉末和濃度為15～20%的氨水溶液按固液比為1:4進(jìn)行混合，充分?jǐn)嚢杈鶆颍诺礁邏悍磻?yīng)釜進(jìn)行活化反應(yīng)，加熱至150～350^oC，恒溫4～8h，使污泥中炭質(zhì)分解重排，將活化后的污泥從反應(yīng)釜中取出，過濾干燥后，得到填埋氣凈化劑，其表面形成微孔的孔體積占20～30% ， 介孔的孔體積占50～70% ，大孔的孔體積占10～20%的多孔骨架，并形成羧基。

其表面酸性官能團(tuán)含量可達(dá)3.5～5.5mmol/g，堿性官能團(tuán)達(dá)0.8～2.2mmol/g ，

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下主要優(yōu)點：

本發(fā)明的方法生產(chǎn)原料低廉，操作簡便，一方面實現(xiàn)了污泥資源化利用，另一方面降低了填埋氣凈化成本；采用本發(fā)明制備的填埋氣凈化劑，其表面酸性官能團(tuán)可達(dá)3.5～5.5mmol/g，堿性官能團(tuán)達(dá)0.8～2.2mmol/g，表面性能可調(diào)控，能去除填埋氣中各種有害成分；同時，根據(jù)填埋氣運行流速和凈化劑填料量控制反應(yīng)空速，提高填埋氣凈化效果。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

實施例1

一種利用污泥制備填埋氣凈化劑的方法，所述的污泥原料干燥后，其碳的重量含量為32%；鐵的重量含量為8%；鈣重量含量為8%，具體制備步驟如下：

(1). 將干燥后的污泥放入研磨機(jī)研磨，過100目篩，得到污泥粉末。

(2). 將上述5g的污泥粉末和20ml的15%的氨水溶液進(jìn)行混合，充分?jǐn)嚢韬蠓诺礁邏悍磻?yīng)釜進(jìn)行活化反應(yīng)，加熱至150^oC，恒溫4h，從反應(yīng)釜中取出，過濾干燥后，得到填埋氣凈化劑，該凈化劑表面形成微孔的孔體積占20% ， 介孔的孔體積占70%，大孔的孔體積占10%；酸性官能團(tuán)含量為4.2mmol/g，表面堿性官能團(tuán)為1.1mmol /g 。

為了進(jìn)一步驗證本發(fā)明的方法對填埋氣凈化劑效果，采用上述填埋氣凈化劑對CH₄含量為64%，CO₂為30%的填埋氣進(jìn)行凈化測定，稱取0.25g的凈化劑填入到反應(yīng)管中，加熱至100^oC，以100ml /min的流速通入上述填埋氣，其尾氣通過氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀進(jìn)行測試，測試結(jié)果表明，經(jīng)填埋氣凈化劑凈化的尾氣中的CO₂濃度為11%，H₂S、NH₃濃度小于0.01ppm，實現(xiàn)了對填埋氣凈化。

在測試中，控制反應(yīng)空速在1000～10000 h^-1時，填埋氣的運行流速及凈化劑的填料量（反應(yīng)空速=氣體流量/填料體積）可根據(jù)此反應(yīng)空速決定，溫度控制在100^oC以下，反應(yīng)后20～30%的CO₂、0.1～1%的H₂S、和0.1～1%的NH₃等有害氣體將大大較少，甲烷濃度得到提高。