污泥制备活性炭中活性炭与酸洗液的分离装置及分离方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201310360244.6

申请日:

2013.08.16

公开号:

CN103435038A

公开日:

2013.12.11

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情:

未缴年费专利权终止IPC(主分类):C01B 31/08申请日:20130816授权公告日:20150624终止日期:20160816|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C01B 31/08申请日:20130816|||公开

IPC分类号:

C01B31/08; C01B31/12

主分类号:

C01B31/08

申请人:

西安工程大学

发明人:

孙先锋; 周秋丹; 邵瑞华; 房平

地址:

710048 陕西省西安市碑林区金花南路19号

优先权:

专利代理机构:

西安弘理专利事务所 61214

代理人:

罗笛

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内容摘要

本发明公开的污泥制备活性炭中活性炭与酸洗液的分离装置包括有主体装置,主体装置包括有承托盘,承托盘边缘处设有吊环,承托盘的中央设有排液管,排液管两侧各连有一个固定柱,固定柱的下端与承托盘连接,排液管的上端与酸液管道的一端套接,酸液管道的另一端分别套接有两个连接管,两个连接管分别与酸液接收容器、缓冲三角瓶连通,缓冲三角瓶还与微型负压泵连接。本发明还公开了利用上述分离装置分离活性炭和酸洗液方法:将污泥制备出的活性炭颗粒与酸洗液一起倒入分离装置进行分离,最终得到不含杂质的活性炭,本发明的分离装置及分离方法在污泥制备活性炭的过程中,可将活性炭颗粒沉淀与酸洗上清液进行分离,去除活性炭中的杂质。

权利要求书

权利要求书
1.  污泥制备活性炭中活性炭与酸洗液的分离装置,其特征在于,包括有设置于酸洗反应器(6)内的主体装置(5),所述主体装置(5)包括有承托盘(1),所述承托盘(1)边缘处等距离设置有四个吊环(4),所述承托盘(1)的中央垂直设置有排液管(2),所述排液管(2)下端的管口与所述承托盘(1)的盘面之间有间隙,所述排液管(2)外壁下部的两侧各连接有一个固定柱(3),所述固定柱(3)的下端都与所述承托盘(1)的盘面连接,所述排液管(2)的上端与酸液管道(7)的一端套接,所述酸液管道(7)的另一端通过玻璃三通管T分别套接有连接管a(13),连接管b(14),所述连接管a(13)与酸液接收容器(8)连通,所述连接管b(14)通过所述玻璃管b(12)与带密封塞的缓冲三角瓶(9)连通,所述带密封塞的缓冲三角瓶(9)还依次通过玻璃管a(11)、连接管c(15)与微型负压泵(10)连接。

2.  根据权利要求1所述的污泥制备活性炭中活性炭与酸洗液的分离装置,其特征在于,所述主体装置(5)中承托盘(1)为圆柱体,横截面直径为200mm,高度为20mm;
所述排液管(2)为空心圆柱管,横截面直径为20mm,高度为200mm,所述排液管(2)下端的管口与所述承托盘(1)的盘面之间有5mm间隙;
所述两个固定柱(3)均为圆柱体,横截面直径为20mm,高度为50mm;
所述四个吊环(4)均是直径为30mm的半圆环,厚度为4mm,所述四个吊环(4)上都设置有尼龙绳。

3.  根据权利要求1所述的污泥制备活性炭中活性炭与酸洗液的分离装置,其特征在于,所述酸液管道(7)、连接管a(13)、连接管b(14)及连接管c(15)均为橡胶软管。

4.  根据权利要求1或3所述的污泥制备活性炭中活性炭与酸洗液的分离装置,其特征在于,所述连接管a(13)上设置有第一管道夹(K1),所述连接管b(14)上设置有第二管道夹(K2)。

5.  根据权利要求1所述的污泥制备活性炭中活性炭与酸洗液的分离装置,其特征在于,所述带密封塞的缓冲三角瓶(9)为带密封塞的5L三角瓶。

6.  污泥制备活性炭中活性炭与酸洗液的分离装置分离活性炭与酸洗液的方法,其特征在于,具体按照以下步骤实施:
步骤1、分别称取污泥和氯化锌,配置氯化锌溶液,利用氯化锌溶液活化污泥,制备出活性炭颗粒;
步骤2、配置酸洗液,在酸洗反应器(6)内,将经步骤1得到的活性炭颗粒用酸洗液进行酸洗,得到去除杂质的活性炭颗粒沉淀与酸洗上清液;
步骤3、利用污泥制备活性炭中活性炭与酸洗液的分离装置将经步骤2中得到的不含杂质的活性炭颗粒沉淀与酸洗上清液进行分离,得到不含杂质的活性炭颗粒。

7.  根据权利要求6所述的污泥制备活性炭中活性炭与酸洗液的分 离装置分离活性炭与酸洗液的方法,其特征在于,所述步骤1具体按照以下步骤实施:
步骤1.1、将污泥置于阳光下晾晒6~8天,再将晾晒后的污泥置于95℃~105℃烘箱中烘干,将烘干后的污泥进行破碎和碾磨,得到污泥颗粒;
分别称取氯化锌和去离子水,将氯化锌与去离子水混合,配置成浓度为2.5mol/L~3.5mol/L氯化锌溶液;
步骤1.2、将步骤1.1中的污泥颗粒倒入与氯化锌溶液中浸泡6h~8h,污泥颗粒与氯化锌溶液的质量比为1:1~2;
步骤1.3、将经步骤1.2处理后的污泥颗粒捞取出来,放置于400℃~500℃的马弗炉内在隔绝空气条件下加热25min~35min,得到活性炭颗粒。

8.  根据权利要求6所述的污泥制备活性炭中活性炭与酸洗液的分离装置分离活性炭与酸洗液的方法,其特征在于,所述步骤2具体按照以下步骤实施:
步骤2.1、配置酸洗液,将步骤1中得到的活性炭颗粒与酸洗液按质量比为1:1.5~3混合后倒入酸洗反应器(6)内,搅拌8min~12min;
步骤2.2、酸洗反应器(6)内的活性炭颗粒与酸洗液经步骤2.1处理后,静置50min~70min,形成不含杂质的活性炭颗粒沉淀与酸洗上清液。

9.  根据权利要求8所述的污泥制备活性炭中活性炭与酸洗液的分离装置分离活性炭与酸洗液的方法,其特征在于,所述步骤2中的酸 洗液为体积百分比浓度为25%~35%的稀盐酸溶液。

10.  根据权利要求6所述的污泥制备活性炭中活性炭与酸洗液的分离装置分离活性炭与酸洗液的方法,其特征在于,所述步骤3具体按照以下步骤实施:
步骤3.1、将酸液接收容器(8)和带密封塞的缓冲三角瓶(9)放置在低于酸洗反应器(6)内活性炭颗粒沉淀与酸洗上清液分离界面(S)下不少于200mm处;
步骤3.2、将主体装置(5)放置于酸洗反应器(6)内,承托盘(1)的底部位于活性炭颗粒沉淀与酸洗上清液分离界面(S)上,关闭第一管道夹(K1)和第二管道夹(K2);
步骤3.3、保持第一管道夹(K1)关闭,打开第二管道夹(K2)和微型负压泵(10),15s~25s后,带密封塞的缓冲三角瓶(9)中会接收到少量酸洗上清液,立即关闭微型负压泵(10),再关闭第二管道夹(K2),酸液管道(7)中充满了酸洗上清液;
步骤3.4、打开第一管道夹(K1),酸洗反应器(6)中的酸洗上清液随着酸液管道(7)不断流入酸液接收容器(8)中,直至酸洗反应器(6)中的酸洗上清液完全排出,得到不含杂质的活性炭颗粒。

说明书

说明书污泥制备活性炭中活性炭与酸洗液的分离装置及分离方法
技术领域
本发明属于固液分离设备技术领域,涉及一种污泥制备活性炭中活性炭与酸洗液的分离装置,本发明还涉及利用上述分离装置分离活性炭与酸洗液的方法。
背景技术
城市污泥是城镇污水处理厂污水处理过程的副产品,是一种由有机物质、微生物菌体、无机颗粒等组成的极其复杂的非均质体,其中含有大量各类有机物、病原微生物、重金属及约80%的水分,如果处置不当,极易造成环境的二次污染。
目前,我国有关污泥处理的问题十分突出。水厂普遍将污水和污泥处理剥离,大量污泥仅经过简单处理或未经处理便直接外排、填埋或堆放,给生态环境带来了极大隐患。
现有的污泥处理处置有多种方法,但都各有利弊。近年来兴起了利用污泥制备建筑材料、利用污泥提取生物油及利用污泥制备活性炭吸附材料的技术。这些研究成果大部分没有转化为工业化应用,却为人们合理解决污泥污染问题提供了良好的思路。其中,利用污泥制备活性炭是一种非常有发展前景的方法,该方法既可在安全处理污泥的基础上制备出高效的吸附材料——活性炭,又可固定碳素,成为生物炭。但是,在利用污泥制备活性炭工艺中,在活性炭的酸洗工艺完成 后,存在活性炭颗粒沉淀和酸洗上清液的分离操作困难及操作危险的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种污泥制备活性炭中活性炭与酸洗液的分离装置,在污泥制备活性炭的过程中,可将活性炭颗粒沉淀与酸洗上清液进行分离,去除活性炭中的杂质。
本发明的另一目的在于提供利用上述分离装置分离活性炭和酸洗液的方法。
本发明所采用的第一种技术方案是,污泥制备活性炭中活性炭与酸洗液的分离装置,包括有设置于酸洗反应器内的主体装置,主体装置包括有承托盘,承托盘边缘处等距离设置有四个吊环,承托盘的中央垂直设置有排液管,排液管下端的管口与承托盘的盘面之间有间隙,排液管外壁下部的两侧各连接有一个固定柱,固定柱的下端都与承托盘的盘面连接,排液管的上端与酸液管道的一端套接,酸液管道的另一端通过玻璃三通管T分别套接有连接管a,连接管b,连接管a与酸液接收容器连通,连接管b通过玻璃管b与带密封塞的缓冲三角瓶连通,带密封塞的缓冲三角瓶还依次通过玻璃管a、连接管c与微型负压泵连接。
本发明第一种技术方案的特点还在于,
主体装置中承托盘为圆柱体,横截面直径为200mm,高度为20mm;排液管为空心圆柱管,横截面直径为20mm,高度为200mm,排液管下端的管口与承托盘的盘面之间有5mm间隙;两个固定柱均 为圆柱体,横截面直径为20mm,高度为50mm;四个吊环均是直径为30mm的半圆环,厚度为4mm,四个吊环上都设置有尼龙绳。
酸液管道、连接管a、连接管b及连接管c均为橡胶软管。
连接管a上设置有第一管道夹,所述连接管b上设置有第二管道夹。
带密封塞的缓冲三角瓶为带密封塞的5L三角瓶。
本发明所采用的第二种技术方案是,污泥制备活性炭中活性炭与酸洗液的分离装置分离活性炭与酸洗液的方法,具体按照以下步骤实施:
步骤1、分别称取污泥和氯化锌,配置氯化锌溶液,利用氯化锌溶液活化污泥,制备出活性炭颗粒;
步骤2、配置酸洗液,在酸洗反应器内,将经步骤1得到的活性炭颗粒用酸洗液进行酸洗,得到去除杂质的活性炭颗粒沉淀与酸洗上清液;
步骤3、利用污泥制备活性炭中活性炭与酸洗液的分离装置将经步骤2中得到的不含杂质的活性炭颗粒沉淀与酸洗上清液进行分离,得到不含杂质的活性炭颗粒。
本发明第二种技术方案的特点还在于,
步骤1具体按照以下步骤实施:
步骤1.1、将污泥置于阳光下晾晒6~8天,再将晾晒后的污泥置于95℃~105℃烘箱中烘干,将烘干后的污泥进行破碎和碾磨,得到污泥颗粒;
分别称取氯化锌和去离子水,将氯化锌与去离子水混合,配置成浓度为2.5mol/L~3.5mol/L氯化锌溶液;
步骤1.2、将步骤1.1中的污泥颗粒倒入与氯化锌溶液中浸泡6h~8h,污泥颗粒与氯化锌溶液的质量比为1:1~2;
步骤1.3、将经步骤1.2处理后的污泥颗粒捞取出来,放置于400℃~500℃的马弗炉内在隔绝空气条件下加热25min~35min,得到活性炭颗粒。
述步骤2具体按照以下步骤实施:
步骤2.1、配置酸洗液,将步骤1中得到的活性炭颗粒与酸洗液按质量比为1:1.5~3混合后倒入酸洗反应器内,搅拌8min~12min;
步骤2.2、酸洗反应器内的活性炭颗粒与酸洗液经步骤2.1处理后,静置50min~70min,形成不含杂质的活性炭颗粒沉淀与酸洗上清液。
步骤2中的酸洗液为体积百分比浓度为25%~35%的稀盐酸溶液。
步骤3具体按照以下步骤实施:
步骤3.1、将酸液接收容器和带密封塞的缓冲三角瓶放置在低于酸洗反应器内活性炭颗粒沉淀与酸洗上清液分离界面S下不少于200mm处;
步骤3.2、将主体装置放置于酸洗反应器内,承托盘的底部位于活性炭颗粒沉淀与酸洗上清液分离界面S上,关闭第一管道夹和第二管道夹;
步骤3.3、保持第一管道夹关闭,打开第二管道夹和微型负压泵,15s~25s后,带密封塞的缓冲三角瓶中会接收到少量酸洗上清液,立 即关闭微型负压泵,再关闭第二管道夹,酸液管道中充满了酸洗上清液;
步骤3.4、打开第一管道夹,酸洗反应器中的酸洗上清液随着酸液管道不断流入酸液接收容器中,直至酸洗反应器中的酸洗上清液完全排出,得到不含杂质的活性炭颗粒。
本发明的有益效果在于:
(1)本发明的污泥制备活性炭中活性炭与酸洗液的分离装置结构简单、易于操作和控制、制作成本低廉;
(2)本发明的污泥制备活性炭中活性炭与酸洗液的分离装置可用于污泥制备活性炭工艺中的酸洗过程中,不仅能辅助去除活性炭中含有的杂质还能够将活性炭从酸洗上清液中分离出来,得到纯净的活性炭,是污泥制备活性炭工艺中不可缺少的设备。
附图说明
图1是本发明的污泥制备活性炭中活性炭与酸洗液的分离装置的整体安装结构图;
图2是本发明的污泥制备活性炭中活性炭与酸洗液的分离装置的主体装置的主视结构图;
图3是本发明的污泥制备活性炭中活性炭与酸洗液的分离装置的主体装置的俯视结构图。
图中,1.承托盘,2.排液管,3.固定柱,4.吊环,5.主体装置,6.酸洗反应器,7.酸液管道,8.酸液接收容器,9.带密封塞的缓冲三角瓶,10.微型负压泵,11.玻璃管a,12.玻璃管b,13.连接管a,14. 连接管b,15.连接管c,T.玻璃三通管,K1.第一管道夹,K2.第二管道夹,S.活性炭颗粒与酸洗上清液分离的界面。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明的污泥制备活性炭中活性炭与酸洗液的分离装置,其结构如图1所示,包括有设置于酸洗反应器6内的主体装置5,如图2所示,主体装置5包括有承托盘1,承托盘1边缘处等距离设置有四个吊环4,承托盘1的中央垂直设置有排液管2,排液管2的下端口与承托盘1的盘面之间有间隙,排液管2外壁下部的两侧各连接有一个固定柱3,固定柱3的下端都与承托盘1连接,排液管2的上端与酸液管道7的一端套接,如图3所示,酸液管道7的另一端通过玻璃三通管T分别套接有连接管a13,连接管b14,连接管a13与酸液接收容器8连通,连接管b14通过玻璃管b12与带密封塞的缓冲三角瓶9连通,带密封塞的缓冲三角瓶9还依次通过玻璃管a11、连接管c15与微型负压泵10连接。
其中,承托盘1为圆柱体,横截面直径为200mm,高度为20mm;排液管2为空心圆柱管,横截面直径为20mm,高度为200mm,排液管2由两根固定柱3固定在承托盘1的中心位置,排液管2下端的管口与承托盘1的盘面之间有5mm间隙;两个固定柱3均为横截面直径为20mm,高度为50mm的圆柱体,两个固定柱3的下端与承托盘1固定连接在一起,两根固定柱3还与排液管2外壁相连,用以把排液管2固定在承托盘1上。
四个吊环4均是直径为30mm的半圆环,厚度为4mm,四个吊环4上都设置有尼龙绳,四个吊环4均匀固定在承托盘1的外缘上,四个吊环4通过尼龙绳可以升降主体装置5。
酸液管道7、连接管a13、连接管b14及连接管c15均为橡胶软管,酸液管道7的一端套在主体装置5的排液管2上端,酸液管道7的另一端套在玻璃三通管T的一个支管上;玻璃三通管T的其余两个支管还分别连接有连接管a13及连接管b14,连接管a13通向酸液接收容器8(酸液接收容器8的容积大小依据将要接受的酸液量确定),连接管b14通向带密封塞的缓冲三角瓶9,与酸液接收容器8连接的连接管a13上设置有第一管道夹K1,与带密封塞的缓冲三角瓶9连接的连接管b14上设置有第二管道夹K2,可以控制不同方向连接管的开关。
此外,带密封塞的缓冲三角瓶9型号为带密封塞的5L三角瓶,其密封塞上插有玻璃管a11和玻璃管b12,玻璃管b12与连接管b14相连,玻璃管a11通过连接管c15与微型负压泵10相连,微型负压泵10排气速率为5L/min。
利用本发明的污泥制备活性炭中活性炭与酸洗液的分离装置进行活性炭与酸洗液的分离方法,具体按照以下步骤实施:
步骤1、分别称取污泥和氯化锌,配置氯化锌溶液,利用氯化锌活化污泥,制备出活性炭颗粒:
步骤1.1、将污泥置于阳光下晾晒6~8天,再将晾晒后的污泥置于95℃~105℃烘箱中烘干,将烘干后的污泥进行破碎和碾磨,得到 污泥颗粒;
分别称取氯化锌和去离子水,将氯化锌与去离子水混合,配置成浓度为2.5mol/L~3.5mol/L氯化锌溶液;
步骤1.2、将步骤1.1中的污泥颗粒倒入与氯化锌溶液中浸泡6h~8h,污泥颗粒与氯化锌溶液的质量比为1:1~2;
步骤1.3、将经步骤1.2处理后的污泥颗粒捞取出来,放置于400℃~500℃的马弗炉内在隔绝空气条件下(即无氧条件下)加热25min~35min,污泥颗粒发生热分解,即通过的高温使污泥炭化产生焦炭,得到活性炭颗粒,此时得到的活性炭颗粒中含有大量的无机物及其他杂质。
步骤2、配置酸洗液,在酸洗反应器6内,将经步骤1得到的活性炭颗粒用酸洗液进行酸洗,得到去除杂质的活性炭颗粒沉淀与酸洗上清液:
经步骤1热解后得到的活性炭颗粒还需要进行酸洗才能除去其中的无机物及其他杂质;
步骤2.1、配置酸洗液,将步骤1中得到的活性炭颗粒与酸洗液按质量比为1:1.5~3混合后倒入酸洗反应器6内,搅拌8min~12min,使得活性炭颗粒与酸洗液充分接触反应;
酸洗液为体积百分比浓度为25%~35%的稀盐酸溶液;
步骤2.2、酸洗反应器6内的活性炭颗粒与酸洗液经步骤2.1处理后,静置50min~70min,形成不含杂质的活性炭颗粒沉淀与酸洗上清液,活性炭颗粒与酸洗上清液分离的界面为S。
步骤3、利用本发明的污泥制备活性炭中活性炭与酸洗液的分离装置将步骤2中得到的活性炭颗粒沉淀与酸洗上清液进行分离,得到不含杂质的活性炭颗粒:
使用本发明的污泥制备活性炭中活性炭与酸洗液的分离装置进行分离前,需要检查各组件的连接是否正确,酸液管道7、连接管a13、连接管b14及带密封塞的缓冲三角瓶9的密封塞是否漏气漏水,第一管道夹K1和第二管道夹K2能否有效打开与关闭,微型负压泵10的运转是否正常,整个过程可用自来水进行测试;
步骤3.1、将酸液接收容器8和带密封塞的缓冲三角瓶9放置在低于酸洗反应器6内活性炭颗粒沉淀与酸洗上清液分离界面S下不少于200mm处;
步骤3.2、将主体装置5放置于酸洗反应器6内,承托盘1的底部位于不含杂质的活性炭颗粒沉淀与酸洗上清液分离界面S上,关闭第一管道夹K1和第二管道夹K2;
承托盘1主要借助四个吊环4上的尼龙绳降至固定在酸洗反应器6内的活性炭颗粒沉淀与酸洗上清液分离界面S上,尼龙绳的上端可固定在外搭的架子上,保持承托盘1稳定的处于活性炭颗粒沉淀与酸洗上清液分离界面S2上即可;
步骤3.3、保持第一管道夹K1关闭,打开第二管道夹K2和微型负压泵10,15s~25s后,酸液管道7内形成管内负压,缓冲三角瓶9中会接收到少量酸洗上清液,立即关闭微型负压泵10,再关闭第二管道夹K2,酸液管道7中充满了酸洗上清液;
步骤3.4、打开第一管道夹K1,酸洗反应器6中的酸洗上清液会由于虹吸现象随着酸液管道7不断流入酸液接收容器8中,直至酸洗反应器6中的酸洗上清液完全排出,得到不含杂质的活性炭颗粒。

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1、(10)申请公布号 CN 103435038 A (43)申请公布日 2013.12.11 CN 103435038 A *CN103435038A* (21)申请号 201310360244.6 (22)申请日 2013.08.16 C01B 31/08(2006.01) C01B 31/12(2006.01) (71)申请人 西安工程大学 地址 710048 陕西省西安市碑林区金花南路 19 号 (72)发明人 孙先锋 周秋丹 邵瑞华 房平 (74)专利代理机构 西安弘理专利事务所 61214 代理人 罗笛 (54) 发明名称 污泥制备活性炭中活性炭与酸洗液的分离装 置及分离方法 (57)。

2、 摘要 本发明公开的污泥制备活性炭中活性炭与酸 洗液的分离装置包括有主体装置, 主体装置包括 有承托盘, 承托盘边缘处设有吊环, 承托盘的中央 设有排液管, 排液管两侧各连有一个固定柱, 固定 柱的下端与承托盘连接, 排液管的上端与酸液管 道的一端套接, 酸液管道的另一端分别套接有两 个连接管, 两个连接管分别与酸液接收容器、 缓冲 三角瓶连通, 缓冲三角瓶还与微型负压泵连接。 本 发明还公开了利用上述分离装置分离活性炭和酸 洗液方法 : 将污泥制备出的活性炭颗粒与酸洗液 一起倒入分离装置进行分离, 最终得到不含杂质 的活性炭, 本发明的分离装置及分离方法在污泥 制备活性炭的过程中, 可将活性。

3、炭颗粒沉淀与酸 洗上清液进行分离, 去除活性炭中的杂质。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 5 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103435038 A CN 103435038 A *CN103435038A* 1/2 页 2 1. 污泥制备活性炭中活性炭与酸洗液的分离装置, 其特征在于, 包括有设置于酸洗反 应器 (6) 内的主体装置 (5) , 所述主体装置 (5) 包括有承托盘 (1) , 所述承托盘 (1) 边缘处等 距离设置有四个吊环 (4) , 所述承托盘。

4、 (1) 的中央垂直设置有排液管 (2) , 所述排液管 (2) 下 端的管口与所述承托盘 (1) 的盘面之间有间隙, 所述排液管 (2) 外壁下部的两侧各连接有 一个固定柱 (3) , 所述固定柱 (3) 的下端都与所述承托盘 (1) 的盘面连接, 所述排液管 (2) 的 上端与酸液管道 (7) 的一端套接, 所述酸液管道 (7) 的另一端通过玻璃三通管 T 分别套接有 连接管 a(13) , 连接管 b(14) , 所述连接管 a(13) 与酸液接收容器 (8) 连通, 所述连接管 b (14) 通过所述玻璃管 b(12) 与带密封塞的缓冲三角瓶 (9) 连通, 所述带密封塞的缓冲三角 瓶。

5、 (9) 还依次通过玻璃管 a(11) 、 连接管 c(15) 与微型负压泵 (10) 连接。 2. 根据权利要求 1 所述的污泥制备活性炭中活性炭与酸洗液的分离装置, 其特征在 于, 所述主体装置 (5) 中承托盘 (1) 为圆柱体, 横截面直径为 200mm, 高度为 20mm ; 所述排液管 (2) 为空心圆柱管, 横截面直径为 20mm, 高度为 200mm, 所述排液管 (2) 下端 的管口与所述承托盘 (1) 的盘面之间有 5mm 间隙 ; 所述两个固定柱 (3) 均为圆柱体, 横截面直径为 20mm, 高度为 50mm ; 所述四个吊环 (4) 均是直径为 30mm 的半圆环, 。

6、厚度为 4mm, 所述四个吊环 (4) 上都设置 有尼龙绳。 3. 根据权利要求 1 所述的污泥制备活性炭中活性炭与酸洗液的分离装置, 其特征在 于, 所述酸液管道 (7) 、 连接管 a(13) 、 连接管 b(14) 及连接管 c(15) 均为橡胶软管。 4. 根据权利要求 1 或 3 所述的污泥制备活性炭中活性炭与酸洗液的分离装置, 其特征 在于, 所述连接管 a(13) 上设置有第一管道夹 (K1) , 所述连接管 b(14) 上设置有第二管道 夹 (K2) 。 5. 根据权利要求 1 所述的污泥制备活性炭中活性炭与酸洗液的分离装置, 其特征在 于, 所述带密封塞的缓冲三角瓶 (9) 。

7、为带密封塞的 5L 三角瓶。 6. 污泥制备活性炭中活性炭与酸洗液的分离装置分离活性炭与酸洗液的方法, 其特征 在于, 具体按照以下步骤实施 : 步骤 1、 分别称取污泥和氯化锌, 配置氯化锌溶液, 利用氯化锌溶液活化污泥, 制备出活 性炭颗粒 ; 步骤 2、 配置酸洗液, 在酸洗反应器 (6) 内, 将经步骤 1 得到的活性炭颗粒用酸洗液进行 酸洗, 得到去除杂质的活性炭颗粒沉淀与酸洗上清液 ; 步骤 3、 利用污泥制备活性炭中活性炭与酸洗液的分离装置将经步骤 2 中得到的不含 杂质的活性炭颗粒沉淀与酸洗上清液进行分离, 得到不含杂质的活性炭颗粒。 7. 根据权利要求 6 所述的污泥制备活性。

8、炭中活性炭与酸洗液的分离装置分离活性炭 与酸洗液的方法, 其特征在于, 所述步骤 1 具体按照以下步骤实施 : 步骤 1.1、 将污泥置于阳光下晾晒 6 8 天, 再将晾晒后的污泥置于 95 105烘箱 中烘干, 将烘干后的污泥进行破碎和碾磨, 得到污泥颗粒 ; 分别称取氯化锌和去离子水, 将氯化锌与去离子水混合, 配置成浓度为 2.5mol/L 3.5mol/L 氯化锌溶液 ; 步骤 1.2、 将步骤 1.1 中的污泥颗粒倒入与氯化锌溶液中浸泡 6h 8h, 污泥颗粒与氯 化锌溶液的质量比为 1:1 2 ; 权 利 要 求 书 CN 103435038 A 2 2/2 页 3 步骤1.3、 。

9、将经步骤1.2处理后的污泥颗粒捞取出来, 放置于400500的马弗炉内 在隔绝空气条件下加热 25min 35min, 得到活性炭颗粒。 8. 根据权利要求 6 所述的污泥制备活性炭中活性炭与酸洗液的分离装置分离活性炭 与酸洗液的方法, 其特征在于, 所述步骤 2 具体按照以下步骤实施 : 步骤 2.1、 配置酸洗液, 将步骤 1 中得到的活性炭颗粒与酸洗液按质量比为 1 : 1.5 3 混合后倒入酸洗反应器 (6) 内, 搅拌 8min 12min ; 步骤 2.2、 酸洗反应器 (6) 内的活性炭颗粒与酸洗液经步骤 2.1 处理后, 静置 50min 70min, 形成不含杂质的活性炭颗粒。

10、沉淀与酸洗上清液。 9. 根据权利要求 8 所述的污泥制备活性炭中活性炭与酸洗液的分离装置分离活性炭 与酸洗液的方法, 其特征在于, 所述步骤 2 中的酸洗液为体积百分比浓度为 25% 35% 的稀 盐酸溶液。 10. 根据权利要求 6 所述的污泥制备活性炭中活性炭与酸洗液的分离装置分离活性炭 与酸洗液的方法, 其特征在于, 所述步骤 3 具体按照以下步骤实施 : 步骤 3.1、 将酸液接收容器 (8) 和带密封塞的缓冲三角瓶 (9) 放置在低于酸洗反应器 (6) 内活性炭颗粒沉淀与酸洗上清液分离界面 (S) 下不少于 200mm 处 ; 步骤 3.2、 将主体装置 (5) 放置于酸洗反应器 。

11、(6) 内, 承托盘 (1) 的底部位于活性炭颗 粒沉淀与酸洗上清液分离界面 (S) 上, 关闭第一管道夹 (K1) 和第二管道夹 (K2) ; 步骤 3.3、 保持第一管道夹 (K1) 关闭, 打开第二管道夹 (K2) 和微型负压泵 (10) , 15s 25s 后, 带密封塞的缓冲三角瓶 (9)中会接收到少量酸洗上清液, 立即关闭微型负压泵 (10) , 再关闭第二管道夹 (K2) , 酸液管道 (7) 中充满了酸洗上清液 ; 步骤 3.4、 打开第一管道夹 (K1) , 酸洗反应器 (6) 中的酸洗上清液随着酸液管道 (7) 不 断流入酸液接收容器 (8) 中, 直至酸洗反应器 (6) 。

12、中的酸洗上清液完全排出, 得到不含杂质 的活性炭颗粒。 权 利 要 求 书 CN 103435038 A 3 1/5 页 4 污泥制备活性炭中活性炭与酸洗液的分离装置及分离方法 技术领域 0001 本发明属于固液分离设备技术领域, 涉及一种污泥制备活性炭中活性炭与酸洗液 的分离装置, 本发明还涉及利用上述分离装置分离活性炭与酸洗液的方法。 背景技术 0002 城市污泥是城镇污水处理厂污水处理过程的副产品, 是一种由有机物质、 微生物 菌体、 无机颗粒等组成的极其复杂的非均质体, 其中含有大量各类有机物、 病原微生物、 重 金属及约 80% 的水分, 如果处置不当, 极易造成环境的二次污染。 0。

13、003 目前, 我国有关污泥处理的问题十分突出。 水厂普遍将污水和污泥处理剥离, 大量 污泥仅经过简单处理或未经处理便直接外排、 填埋或堆放, 给生态环境带来了极大隐患。 0004 现有的污泥处理处置有多种方法, 但都各有利弊。近年来兴起了利用污泥制备建 筑材料、 利用污泥提取生物油及利用污泥制备活性炭吸附材料的技术。这些研究成果大部 分没有转化为工业化应用, 却为人们合理解决污泥污染问题提供了良好的思路。 其中, 利用 污泥制备活性炭是一种非常有发展前景的方法, 该方法既可在安全处理污泥的基础上制备 出高效的吸附材料活性炭, 又可固定碳素, 成为生物炭。但是, 在利用污泥制备活性炭 工艺中,。

14、 在活性炭的酸洗工艺完成后, 存在活性炭颗粒沉淀和酸洗上清液的分离操作困难 及操作危险的问题。 发明内容 0005 本发明的目的在于提供一种污泥制备活性炭中活性炭与酸洗液的分离装置, 在污 泥制备活性炭的过程中, 可将活性炭颗粒沉淀与酸洗上清液进行分离, 去除活性炭中的杂 质。 0006 本发明的另一目的在于提供利用上述分离装置分离活性炭和酸洗液的方法。 0007 本发明所采用的第一种技术方案是, 污泥制备活性炭中活性炭与酸洗液的分离装 置, 包括有设置于酸洗反应器内的主体装置, 主体装置包括有承托盘, 承托盘边缘处等距离 设置有四个吊环, 承托盘的中央垂直设置有排液管, 排液管下端的管口与承。

15、托盘的盘面之 间有间隙, 排液管外壁下部的两侧各连接有一个固定柱, 固定柱的下端都与承托盘的盘面 连接, 排液管的上端与酸液管道的一端套接, 酸液管道的另一端通过玻璃三通管 T 分别套 接有连接管 a, 连接管 b, 连接管 a 与酸液接收容器连通, 连接管 b 通过玻璃管 b 与带密封塞 的缓冲三角瓶连通, 带密封塞的缓冲三角瓶还依次通过玻璃管 a、 连接管 c 与微型负压泵连 接。 0008 本发明第一种技术方案的特点还在于, 0009 主体装置中承托盘为圆柱体, 横截面直径为 200mm, 高度为 20mm ; 排液管为空心圆 柱管, 横截面直径为 20mm, 高度为 200mm, 排液。

16、管下端的管口与承托盘的盘面之间有 5mm 间 隙 ; 两个固定柱均为圆柱体, 横截面直径为 20mm, 高度为 50mm ; 四个吊环均是直径为 30mm 的半圆环, 厚度为 4mm, 四个吊环上都设置有尼龙绳。 说 明 书 CN 103435038 A 4 2/5 页 5 0010 酸液管道、 连接管 a、 连接管 b 及连接管 c 均为橡胶软管。 0011 连接管 a 上设置有第一管道夹, 所述连接管 b 上设置有第二管道夹。 0012 带密封塞的缓冲三角瓶为带密封塞的 5L 三角瓶。 0013 本发明所采用的第二种技术方案是, 污泥制备活性炭中活性炭与酸洗液的分离装 置分离活性炭与酸洗液。

17、的方法, 具体按照以下步骤实施 : 0014 步骤 1、 分别称取污泥和氯化锌, 配置氯化锌溶液, 利用氯化锌溶液活化污泥, 制备 出活性炭颗粒 ; 0015 步骤 2、 配置酸洗液, 在酸洗反应器内, 将经步骤 1 得到的活性炭颗粒用酸洗液进 行酸洗, 得到去除杂质的活性炭颗粒沉淀与酸洗上清液 ; 0016 步骤 3、 利用污泥制备活性炭中活性炭与酸洗液的分离装置将经步骤 2 中得到的 不含杂质的活性炭颗粒沉淀与酸洗上清液进行分离, 得到不含杂质的活性炭颗粒。 0017 本发明第二种技术方案的特点还在于, 0018 步骤 1 具体按照以下步骤实施 : 0019 步骤 1.1、 将污泥置于阳光。

18、下晾晒 6 8 天, 再将晾晒后的污泥置于 95 105 烘箱中烘干, 将烘干后的污泥进行破碎和碾磨, 得到污泥颗粒 ; 0020 分别称取氯化锌和去离子水, 将氯化锌与去离子水混合, 配置成浓度为 2.5mol/ L 3.5mol/L 氯化锌溶液 ; 0021 步骤 1.2、 将步骤 1.1 中的污泥颗粒倒入与氯化锌溶液中浸泡 6h 8h, 污泥颗粒 与氯化锌溶液的质量比为 1:1 2 ; 0022 步骤1.3、 将经步骤1.2处理后的污泥颗粒捞取出来, 放置于400500的马弗 炉内在隔绝空气条件下加热 25min 35min, 得到活性炭颗粒。 0023 述步骤 2 具体按照以下步骤实施。

19、 : 0024 步骤 2.1、 配置酸洗液, 将步骤 1 中得到的活性炭颗粒与酸洗液按质量比为 1 : 1.5 3 混合后倒入酸洗反应器内, 搅拌 8min 12min ; 0025 步骤 2.2、 酸洗反应器内的活性炭颗粒与酸洗液经步骤 2.1 处理后, 静置 50min 70min, 形成不含杂质的活性炭颗粒沉淀与酸洗上清液。 0026 步骤 2 中的酸洗液为体积百分比浓度为 25% 35% 的稀盐酸溶液。 0027 步骤 3 具体按照以下步骤实施 : 0028 步骤 3.1、 将酸液接收容器和带密封塞的缓冲三角瓶放置在低于酸洗反应器内活 性炭颗粒沉淀与酸洗上清液分离界面 S 下不少于 2。

20、00mm 处 ; 0029 步骤 3.2、 将主体装置放置于酸洗反应器内, 承托盘的底部位于活性炭颗粒沉淀与 酸洗上清液分离界面 S 上, 关闭第一管道夹和第二管道夹 ; 0030 步骤 3.3、 保持第一管道夹关闭, 打开第二管道夹和微型负压泵, 15s 25s 后, 带 密封塞的缓冲三角瓶中会接收到少量酸洗上清液, 立即关闭微型负压泵, 再关闭第二管道 夹, 酸液管道中充满了酸洗上清液 ; 0031 步骤 3.4、 打开第一管道夹, 酸洗反应器中的酸洗上清液随着酸液管道不断流入酸 液接收容器中, 直至酸洗反应器中的酸洗上清液完全排出, 得到不含杂质的活性炭颗粒。 0032 本发明的有益效果。

21、在于 : 0033 (1) 本发明的污泥制备活性炭中活性炭与酸洗液的分离装置结构简单、 易于操作 说 明 书 CN 103435038 A 5 3/5 页 6 和控制、 制作成本低廉 ; 0034 (2) 本发明的污泥制备活性炭中活性炭与酸洗液的分离装置可用于污泥制备活性 炭工艺中的酸洗过程中, 不仅能辅助去除活性炭中含有的杂质还能够将活性炭从酸洗上清 液中分离出来, 得到纯净的活性炭, 是污泥制备活性炭工艺中不可缺少的设备。 附图说明 0035 图 1 是本发明的污泥制备活性炭中活性炭与酸洗液的分离装置的整体安装结构 图 ; 0036 图 2 是本发明的污泥制备活性炭中活性炭与酸洗液的分离装。

22、置的主体装置的主 视结构图 ; 0037 图 3 是本发明的污泥制备活性炭中活性炭与酸洗液的分离装置的主体装置的俯 视结构图。 0038 图中, 1.承托盘, 2.排液管, 3.固定柱, 4.吊环, 5.主体装置, 6.酸洗反应器, 7.酸 液管道, 8. 酸液接收容器, 9. 带密封塞的缓冲三角瓶, 10. 微型负压泵, 11. 玻璃管 a, 12. 玻 璃管 b, 13. 连接管 a, 14. 连接管 b, 15. 连接管 c, T. 玻璃三通管, K1. 第一管道夹, K2. 第二 管道夹, S. 活性炭颗粒与酸洗上清液分离的界面。 具体实施方式 0039 下面结合附图和具体实施方式对本。

23、发明进行详细说明。 0040 本发明的污泥制备活性炭中活性炭与酸洗液的分离装置, 其结构如图 1 所示, 包 括有设置于酸洗反应器 6 内的主体装置 5, 如图 2 所示, 主体装置 5 包括有承托盘 1, 承托盘 1边缘处等距离设置有四个吊环4, 承托盘1的中央垂直设置有排液管2, 排液管2的下端口 与承托盘 1 的盘面之间有间隙, 排液管 2 外壁下部的两侧各连接有一个固定柱 3, 固定柱 3 的下端都与承托盘 1 连接, 排液管 2 的上端与酸液管道 7 的一端套接, 如图 3 所示, 酸液管 道 7 的另一端通过玻璃三通管 T 分别套接有连接管 a13, 连接管 b14, 连接管 a1。

24、3 与酸液接 收容器 8 连通, 连接管 b14 通过玻璃管 b12 与带密封塞的缓冲三角瓶 9 连通, 带密封塞的缓 冲三角瓶 9 还依次通过玻璃管 a11、 连接管 c15 与微型负压泵 10 连接。 0041 其中, 承托盘1为圆柱体, 横截面直径为200mm, 高度为20mm ; 排液管2为空心圆柱 管, 横截面直径为 20mm, 高度为 200mm, 排液管 2 由两根固定柱 3 固定在承托盘 1 的中心位 置, 排液管 2 下端的管口与承托盘 1 的盘面之间有 5mm 间隙 ; 两个固定柱 3 均为横截面直径 为20mm, 高度为50mm的圆柱体, 两个固定柱3的下端与承托盘1固定。

25、连接在一起, 两根固定 柱 3 还与排液管 2 外壁相连, 用以把排液管 2 固定在承托盘 1 上。 0042 四个吊环 4 均是直径为 30mm 的半圆环, 厚度为 4mm, 四个吊环 4 上都设置有尼龙 绳, 四个吊环4均匀固定在承托盘1的外缘上, 四个吊环4通过尼龙绳可以升降主体装置5。 0043 酸液管道 7、 连接管 a13、 连接管 b14 及连接管 c15 均为橡胶软管, 酸液管道 7 的一 端套在主体装置 5 的排液管 2 上端, 酸液管道 7 的另一端套在玻璃三通管 T 的一个支管上 ; 玻璃三通管T的其余两个支管还分别连接有连接管a13及连接管b14, 连接管a13通向酸液。

26、 接收容器 8(酸液接收容器 8 的容积大小依据将要接受的酸液量确定) , 连接管 b14 通向带 密封塞的缓冲三角瓶 9, 与酸液接收容器 8 连接的连接管 a13 上设置有第一管道夹 K1, 与带 说 明 书 CN 103435038 A 6 4/5 页 7 密封塞的缓冲三角瓶 9 连接的连接管 b14 上设置有第二管道夹 K2, 可以控制不同方向连接 管的开关。 0044 此外, 带密封塞的缓冲三角瓶 9 型号为带密封塞的 5L 三角瓶, 其密封塞上插有玻 璃管 a11 和玻璃管 b12, 玻璃管 b12 与连接管 b14 相连, 玻璃管 a11 通过连接管 c15 与微型 负压泵 10。

27、 相连, 微型负压泵 10 排气速率为 5L/min。 0045 利用本发明的污泥制备活性炭中活性炭与酸洗液的分离装置进行活性炭与酸洗 液的分离方法, 具体按照以下步骤实施 : 0046 步骤 1、 分别称取污泥和氯化锌, 配置氯化锌溶液, 利用氯化锌活化污泥, 制备出活 性炭颗粒 : 0047 步骤 1.1、 将污泥置于阳光下晾晒 6 8 天, 再将晾晒后的污泥置于 95 105 烘箱中烘干, 将烘干后的污泥进行破碎和碾磨, 得到污泥颗粒 ; 0048 分别称取氯化锌和去离子水, 将氯化锌与去离子水混合, 配置成浓度为 2.5mol/ L 3.5mol/L 氯化锌溶液 ; 0049 步骤 1。

28、.2、 将步骤 1.1 中的污泥颗粒倒入与氯化锌溶液中浸泡 6h 8h, 污泥颗粒 与氯化锌溶液的质量比为 1:1 2 ; 0050 步骤1.3、 将经步骤1.2处理后的污泥颗粒捞取出来, 放置于400500的马弗 炉内在隔绝空气条件下 (即无氧条件下) 加热 25min 35min, 污泥颗粒发生热分解, 即通过 的高温使污泥炭化产生焦炭, 得到活性炭颗粒, 此时得到的活性炭颗粒中含有大量的无机 物及其他杂质。 0051 步骤2、 配置酸洗液, 在酸洗反应器6内, 将经步骤1得到的活性炭颗粒用酸洗液进 行酸洗, 得到去除杂质的活性炭颗粒沉淀与酸洗上清液 : 0052 经步骤 1 热解后得到的。

29、活性炭颗粒还需要进行酸洗才能除去其中的无机物及其 他杂质 ; 0053 步骤 2.1、 配置酸洗液, 将步骤 1 中得到的活性炭颗粒与酸洗液按质量比为 1 : 1.5 3 混合后倒入酸洗反应器 6 内, 搅拌 8min 12min, 使得活性炭颗粒与酸洗液充分接 触反应 ; 0054 酸洗液为体积百分比浓度为 25% 35% 的稀盐酸溶液 ; 0055 步骤 2.2、 酸洗反应器 6 内的活性炭颗粒与酸洗液经步骤 2.1 处理后, 静置 50min 70min, 形成不含杂质的活性炭颗粒沉淀与酸洗上清液, 活性炭颗粒与酸洗上清液 分离的界面为 S。 0056 步骤 3、 利用本发明的污泥制备活。

30、性炭中活性炭与酸洗液的分离装置将步骤 2 中 得到的活性炭颗粒沉淀与酸洗上清液进行分离, 得到不含杂质的活性炭颗粒 : 0057 使用本发明的污泥制备活性炭中活性炭与酸洗液的分离装置进行分离前, 需要检 查各组件的连接是否正确, 酸液管道 7、 连接管 a13、 连接管 b14 及带密封塞的缓冲三角瓶 9 的密封塞是否漏气漏水, 第一管道夹 K1和第二管道夹 K2能否有效打开与关闭, 微型负压泵 10 的运转是否正常, 整个过程可用自来水进行测试 ; 0058 步骤 3.1、 将酸液接收容器 8 和带密封塞的缓冲三角瓶 9 放置在低于酸洗反应器 6 内活性炭颗粒沉淀与酸洗上清液分离界面 S 下。

31、不少于 200mm 处 ; 0059 步骤 3.2、 将主体装置 5 放置于酸洗反应器 6 内, 承托盘 1 的底部位于不含杂质的 说 明 书 CN 103435038 A 7 5/5 页 8 活性炭颗粒沉淀与酸洗上清液分离界面 S 上, 关闭第一管道夹 K1和第二管道夹 K2; 0060 承托盘 1 主要借助四个吊环 4 上的尼龙绳降至固定在酸洗反应器 6 内的活性炭颗 粒沉淀与酸洗上清液分离界面S上, 尼龙绳的上端可固定在外搭的架子上, 保持承托盘1稳 定的处于活性炭颗粒沉淀与酸洗上清液分离界面 S2上即可 ; 0061 步骤3.3、 保持第一管道夹K1关闭, 打开第二管道夹K2和微型负压。

32、泵10, 15s25s 后, 酸液管道 7 内形成管内负压, 缓冲三角瓶 9 中会接收到少量酸洗上清液, 立即关闭微型 负压泵 10, 再关闭第二管道夹 K2, 酸液管道 7 中充满了酸洗上清液 ; 0062 步骤 3.4、 打开第一管道夹 K1, 酸洗反应器 6 中的酸洗上清液会由于虹吸现象随着 酸液管道 7 不断流入酸液接收容器 8 中, 直至酸洗反应器 6 中的酸洗上清液完全排出, 得到 不含杂质的活性炭颗粒。 说 明 书 CN 103435038 A 8 1/2 页 9 图 1 说 明 书 附 图 CN 103435038 A 9 2/2 页 10 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 103435038 A 10 。

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