PDF《方卢秋脱水污泥活性炭的制备及其吸附特性研究》

第37 卷第3期江西师范大学学报( 自然科学版) Vol.

37 No.

3 2013 年5月Journal of Jiangxi Normal University( Natural Science) May

2013 收稿日期: 2013- 02-

26 基金项目: 重庆市教育委员会科学技术研究( KJ071304) 资助项目. 作者简介: 方卢秋( 1965- ) , 男, 四川遂宁人, 教授, 主要从事化学发光分析与应用、 环境监测与污染控制方面的方面的研究. 文章编号: 1000- 5862( 2013) 03- 0306-

04 脱水污泥活性炭的制备及其吸附特性研究 方卢秋

1 , 李秋2(1. 长江师范学院化学化工学院, 重庆 408100;

2. 重庆西彭镇第一中学, 重庆 401326) 摘要: 以城市污水处理厂产生的脱水污泥为原料, 采用化学活化法并结合传统的直接加热技术制备脱水 污泥活性炭, 研究了影响脱水污泥活性炭吸附特性的各种因素. 研究结果表明: 制备脱水污泥活性炭的优 化条件是活化剂为

5 mol・L -

1 ZnCl2 +

5 mol・L -

1 H2 SO4 混合溶液, 固液比为 1∶ 2. 5, 复配比为 2∶ 1, 浸渍 时间为

24 h, 活化温度为

600 ℃ , 活化时间为

20 min. 制备的脱水污泥活性炭碘吸附值为 939.

7 mg・g -

1 , 产率为 69. 03% , 其吸附特性优于商品活性炭. 关键词: 脱水污泥;

脱水污泥活性炭;

制备;

吸附特性;

碘吸附值 中图分类号: TQ 424. 1;

X

788 文献标志码: A

0 引言 脱水污泥是城市污水处理厂处理污水时所产生的 固体废弃物, 其质量约占污水总处理量的 0. 3% ~ 0.5%[

1 ] . 脱水污泥中含有大量的有机物、 重金属盐 类和各种致病微生物, 具有容量大、 易腐败、 不稳定、 有恶臭的特点, 直接排放会造成严重的环境二次污 染[2 ] . 传统的脱水污泥处理方法有卫生填埋、 农田 和森林施肥、 焚烧、 投海等. 卫生填埋是主要的处理 方式, 但占地面积巨大, 需要大量土地, 已不能适应 可持续发展的要求;

农田和森林施肥受到接纳土地 环境容量的限制及潜在重金属污染的限制;

焚烧技 术涉及灰渣处理和烟气处理等问题, 能耗大, 成本 高. 因此, 寻求低成本的脱水污泥处理新技术一直是 各国关心的问题 [3 ] . 活性炭是一种具有发达细孔结构和巨大比表面 积的含碳吸附剂, 能有效地吸附污染物. 脱水污泥活 性炭是利用城市污水处理厂产生的脱水污泥而制备 的活性炭, 是20 世纪

80 年代后期出现的一种新型 污泥利用途径 [4 ] . 干燥的脱水污泥含有 84% 的有机 物, 有机物中含碳 49. 0% 、 氧39. 0% 、 氢8. 0% 、 氮3. 7% , 是制造脱水活性炭所需的原料成分. 将脱水 污泥作为脱水活性炭的生产原料, 让脱水污泥由低 价值的废弃物转变为高使用价值的活性炭, 这不但 能更好地保护环境、 节约能源, 还从根本上解决了脱 水污泥处理难的问题 [5-

7 ] . 制备的脱水污泥活性炭 用途广泛, 可用于城市污水处理、 恶臭处理、 净化室 内空气、 去除有毒有害物质, 具有良好的环境效益、 社会效益和生态效益, 引起了国内外研究人员的 关注. 许多学者对脱水污泥制备污泥活性炭的可行 性、 吸附性和安全性进行了一些探讨, 制备活性炭的 加热方法多数采用传统的马弗炉加热法, 具有设备 简单、 易于操作的特点. 污泥活性炭制备的传统方法 主要有化学活化法、 物理活化法、 物理化学法, 物理 活化法污染较小, 但活性炭的性能较差;