PDF《方卢秋脱水污泥活性炭的制备及其吸附特性研究》

物理化学活 化法和化学活化法吸附性能普遍优于物理法 [8-

9 ] . 近年来, 采用微波加热技术制备活性炭能效高且易 于控制而受到关注, 以农业废物为原料采用微波法 制备活性炭已有大量相关报道 [3 ] . 从现有文献资料 来看, 无论是直接加热法, 还是采用微波加热法, 利 用脱水污泥制备脱水污泥活性炭的研究报道仍然 不多. 制造脱水污泥活性炭的关键工艺是活化. 活化 法分为气体活化法和化学活化法

2 种, 其中化学活 化法中常用的活化剂有氯化锌、 磷酸、 氢氧化钾、 硫酸、 硫酸钾等. 本文研究了化学活化法结合直接加热技术处理 脱水污泥来制备脱水污泥活性炭, 研究了制备脱水 污泥活性炭的影响因素, 对样品进行了对比分析. 利 用优化的制备条件, 制得的脱水污泥活性炭碘吸附 值高、 产率大、 工艺简单, 适合脱水污泥的最终处理.

1 实验研究 1.

1 仪器和试剂 仪器: SX2- 4-

10 型箱式实验电阻炉( 重庆实验 电炉厂) ;

WXK-

0401 型温度测量控制器( 余姚市第 二热工仪表厂) ;

CS101- AB 型电热鼓风干燥箱( 重 庆试验设备厂) ;

ZX- 1A 型旋片式真空泵( 沈阳教学 仪器 厂) ;

HY-

8 型调速振荡器(国华电器有限公司) . 试剂: 氯化锌、 氯化钙、 氯化铵、 氯化铜、 氯化钾、 氯化铁、 氯化亚铁、 硫酸铜、 硫酸锌、 硫酸亚铁、 硫酸 铵、 硫酸钾、 硝酸锌、 氢氧化钠、 氢氧化钾、 碳酸氢钠、 碳酸钠、 盐酸、 硫酸、 磷酸、 碘化钾、 碘、 硫代硫酸钠, 所有试剂均为分析纯;

实验用水为

2 次蒸馏水;

商品 活性炭. 1.

2 脱水污泥样品的处理 从污水处理厂取回的脱水污泥含水率较高( 涪 陵区污水处理厂, 湿基含水率为 80% , 干基有机碳 含量为 40% ) , 自然风干

5 d 后, 在120 ℃ 的电热鼓 风干燥箱中烘干到含水率小于 10% , 然后研磨, 过 筛分成粒径小于

2 mm 的小颗粒, 保存于棕色广口 瓶中, 用于后续实验. 1.

3 实验方法 称取干污泥样品, 用一定浓度的活化剂, 按一定 的比例进行混合、 搅拌, 浸渍一定时间后抽滤. 将抽 滤后的活化污泥放入坩埚中, 盖上盖, 放入箱式实验 电阻炉, 按处理工艺流程对活化污泥进行处理. 活化后的污泥活性炭样品含有大量的活化剂, 用70 ℃以上的蒸馏水清洗, 洗至 pH 值>

5, 再放入

120 ℃的干燥箱中干燥

2 h. 干燥后的污泥活性炭研 磨过

100 目样品筛后即为污泥活性炭, 将其保存于 试剂瓶中, 用于后续实验. 测定不同工艺条件下制备 的污泥活性炭的碘吸附值, 进行比较, 选择制备污泥 活性炭的较优条件. 制备污泥活性炭的工艺流程为: 脱水污泥→干 燥污泥( 含水率 <

10% ) →浸渍→活化→水洗→高 温干燥→筛分( 过100 目筛) →污泥活性炭.

2 结果与讨论 以脱水污泥活性炭的碘吸附值作为吸附特性的 量化指标, 用此来选择制备污泥活性炭的优化条件. 2.

1 不同活化剂种类的处理与选择 取干污泥样品

10 g、 活化剂

25 mL 进行混合、 搅拌, 浸渍

24 h 后抽滤, 在600 ℃下活化30 min制备污 泥活性炭. 其它条件不变, 改变活化剂的种类进行对 比实验研究, 结果见表 1. 实验结果表明: 在常见的 活化剂中, 以5mol・L -

1 ZnCl2 +

5 mol・L -

1 H2 SO4 的混合溶液作为活化剂, 碘吸附值为 940.