本发明涉及一种污泥基生物炭，特别是涉及一种餐厨垃圾为前驱体的污泥基生物炭制备方法。
背景技术：
生物炭是指生物质在缺氧条件下经高温热解后剩下的物质。生物炭具有较大的比表面积和多孔结构，具有良好的吸附性能，可作为污水处理吸附剂，吸附水中的重金属、氨氮、磷酸盐等。
餐厨垃圾是食物残余，含有大量有机成分，存在很大的环境风险和危害。经济发展和生活水平提高的同时伴随着餐厨垃圾产生量逐年增长，当前我国餐厨垃圾量已超过2万t/d，迫切寻获安全“出口”。
餐厨垃圾中含有大量的有机物，可作为制备生物炭的原材料。由于其所含成分复杂，制成的生物炭品质及性能较商业生物炭差距很大，其应用范围与价值也受限制。
水处理常使用活性炭工艺，它的高效性为行业所公认。而污水或废水处理对于所使用的活性炭要求品质不高，故利用含有有机成分废弃物制得的生物炭可应用于污(废)水处理领域。
本发明从“以废治废”的理念出发，利用餐厨垃圾来制备生物炭，应用于污(废)水处理，并取得良好的成效。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种利用餐厨垃圾为前驱体的污泥基生物炭制备方法，该方法简单，易操作，并可实现“以废治废”成效。
1、原料准备
市政污泥的底泥(含水率72-80％)在自然条件下风干，然后放入烘箱于105℃烘到恒重，除去石块等杂物后破碎至4-8mm，再经研磨、过200目筛得底泥干粉。
将餐厨垃圾沥水并除去大颗粒杂物，绞碎后调理成含水率80％的糊状物，放入烘箱于105℃烘到恒重，破碎至4-8mm、研磨，过200目筛得到餐厨垃圾干粉。
2、制备步骤
⑴将过200目筛的底泥干粉浸泡在1-3mol/L的KOH中8-24h，过滤后滤渣置入烘箱于105℃烘去水分，直至恒重后取出冷却。
⑵按1～5:1～2重量份比例的将污泥干粉和餐厨垃圾干粉充分混合，将混合物料置入气氛马弗炉中热解，通入100-200mL/min的氮气15min，后以10-20℃/min的升温速度加热至400-600℃，停留2-3h后，停止加热并降温至80℃出料，放在干燥器内冷却得到热解产物。
⑶将步骤⑵得到的热解产物用1mol/L的盐酸浸洗5min。
⑷滤去步骤⑶的盐酸，将固形物用去离子水浸泡20min后过滤，去离子水浸泡与过滤步骤重复5遍，直至滤液pH为7-8。再把滤上物放入烘箱于105℃烘干至恒重，最终获得利用餐厨垃圾为前驱体的污泥基生物炭。
本发明用的餐厨垃圾是指酒店、餐馆、食堂的所有餐厨剩余物。
本发明的优点在于：
从“废物资源化”的理念出发，赋予了餐厨垃圾一种变废为宝的新用途，利用其制成的生物炭应用于污(废)水处理，并取得良好的经济效益和环境效益。
具体实施方式
实施例1
⑴将市政污泥的底泥(含水率72％)在自然条件下风干，然后放入烘箱于105℃烘到恒重，除去石块等杂物后破碎至4-8mm，再经研磨、过200目筛得底泥干粉。
将餐厨垃圾沥水并除去大颗粒杂物，绞碎后调理成含水率80％的糊状物，放入烘箱于105℃烘到恒重，破碎至4-8mm、研磨，过200目筛得到餐厨垃圾干粉；将过200目筛的餐厨垃圾干粉末浸泡在1mol/L的KOH中24h，过滤后滤渣置入烘箱于105℃烘去水分，直至恒重后取出冷却。
⑵按1:1重量份比例的分别取50g污泥干粉和餐厨垃圾干粉充分混合，将混合物料放入气氛马弗炉高温热解处理。先以200mL/min速率通入氮气15min，然后开始升温加热，以10℃/min升温速度至400℃并保持该温度3h，关闭加热系统使之自然降温到80℃，取出物料放在干燥器内冷却得到热解产物。
⑶待热解产物冷却至室温后，用1mol/L的盐酸浸洗5min。
⑷滤去盐酸，将滤渣用去离子水浸泡，搅拌清洗15min后过滤，重复5次的去离子水浸洗和过滤步骤。最后将滤上物放入烘箱于105℃烘干至恒重，取出干燥冷却后即得到本实施例的所述的餐厨垃圾为前驱体的污泥基生物炭成品。
碘值测定：采用本实施例步骤所制备的底泥基生物炭的碘值与比表面积分别是489.9mg/g、463.7m2/g。
用于含磷废水处理：当投加量为1g/L时，本实施例制得的生物炭对TP浓度186mg/L的机电抛光工序含磷废水处理，出水TP浓度6.51mg/L，TP去除率分别96.5％。
用于渗滤液预处理：当投加量为800mg/L时，本实施例制得的生物炭对主要水质指标：CODCr浓度3546mg/L、NH4+-N浓度867mg/L、TP浓度16.7mg/L的垃圾渗滤液预处理，上述三项指标的去除率分别79.3％、33.2％和96.7％。
本实施例所述的市政污泥取自福州市城区某污水处理厂。
实施例2
⑴将市政污泥的底泥(含水率78％)在自然条件下风干，然后放入烘箱于105℃烘到恒重，除去石块等杂物后破碎至4-8mm，再经研磨、过200目筛得底泥干粉。
将餐厨垃圾沥水并除去大颗粒杂物，绞碎后调理成含水率80％的糊状物，放入烘箱于105℃烘到恒重，破碎至4-8mm、研磨，过200目筛得到餐厨垃圾干粉；
将过200目筛的餐厨垃圾干粉浸泡在2mol/L的KOH中16h，过滤后滤渣置入烘箱于105℃烘去水分，直至恒重后取出冷却。
⑵按3:1重量份比例的分别取90g污泥干粉和30g餐厨垃圾干粉充分混合，将混合物料放入气氛马弗炉高温热解处理。先以200mL/min速率通入氮气15min，然后开始升温加热，以10℃/min升温速度至500℃并保持该温度2.5h，关闭加热系统使之自然降温到80℃，取出物料放在干燥器内冷却得到高温热解产物。
⑶将高温热解产物冷却至室温后，用1mol/L的盐酸浸洗5min。。
⑷滤去盐酸，将滤渣用去离子水浸泡，搅拌清洗15min后过滤，重复5次的去离子水浸洗和过滤步骤。最后将滤上物放入烘箱于105℃烘干至恒重，取出干燥冷却后即得到本实施例所述的餐厨垃圾为前驱体的污泥基生物炭成品。
碘值测定：采用本实施例步骤所制备的底泥基生物炭的碘值与比表面积分别是526.2mg/g、503.5m2/g。
用于含磷废水处理：当投加量为1g/L时，本实施例制得的生物炭对TP浓度186mg/L的机电抛光工序含磷废水处理，出水TP浓度5.20mg/L，TP去除率分别97.2％。
用于渗滤液预处理：当投加量为800mg/L时，本实施例制得的生物炭对主要水质指标：CODCr浓度3546mg/L、NH4+-N浓度867mg/L、TP浓度16.7mg/L的垃圾渗滤液预处理，上述三项指标的去除率分别80.2％、33.4％和97.1％。
本实施例所述的市政污泥取自福州市城区某污水处理厂。
实施例3
⑴将市政污泥的底泥(含水率78％)在自然条件下风干，然后放入烘箱于105℃烘到恒重，除去石块等杂物后破碎至4-8mm，再经研磨、过200目筛得底泥干粉。
将餐厨垃圾沥水并除去大颗粒杂物，绞碎后调理成含水率80％的糊状物，放入烘箱于105℃烘到恒重，破碎至4-8mm、研磨，过200目筛得到餐厨垃圾干粉。
将过200目筛的餐厨垃圾干粉浸泡在3mol/L的KOH中8h，过滤后滤渣置入烘箱于105℃烘去水分，直至恒重后取出冷却。
⑵按5:2重量份比例的分别取100g污泥干粉和40g餐厨垃圾干粉充分混合，将混合物料放入气氛马弗炉高温热解处理。先以200mL/min速率通入氮气15min，然后开始升温加热，以10℃/min升温速度至600℃并保持该温度2h，关闭加热系统使之自然降温到80℃，取出物料放在干燥器内冷却。
⑶待热解后的产品降冷却至室温后，用1M的盐酸浸洗5min。。
⑷滤去盐酸，将滤渣用去离子水浸泡，搅拌清洗15min后过滤，重复5次的去离子水浸洗和过滤步骤。最后将滤上物放入烘箱于105℃烘干至恒重，取出干燥冷却后即得到本实施例的成品。
碘值测定：采用本实施例步骤所制备的底泥基生物炭的碘值与比表面积分别是349.9mg/g、362.8m2/g。
用于含磷废水处理：当投加量为1g/L时，本实施例制得的生物炭对TP浓度186mg/L的机电抛光工序含磷废水处理，出水TP浓度11.90mg/L，TP去除率分别93.6％。
用于渗滤液预处理：当投加量为800mg/L时，本实施例制得的生物炭对主要水质指标：CODCr浓度3546mg/L、NH4+-N浓度867mg/L、TP浓度16.7mg/L的垃圾渗滤液预处理，上述三项指标的去除率分别73.4％、30.8％和90.3％。
本实施例所述的市政污泥取自福州市城区某污水处理厂。