城市污水厂剩余污泥制备活性炭的研究——陈俊

城市污水厂剩余污泥制备活性炭的研究

目 录

引言????????????????????????????????????3 1文献综述???????????????????????????????? 5

1.1 城市污水污泥概述?????????????????????????? 5 1.1.1城市污水污泥的来源???????????????????????? 5 1.1.2城市污水污泥的数量???????????????????????? 6

1.1.3城市污水污泥的性质???????????????????????? 7 1.2城市污水污泥的处置方法???????????????????????? 8 1.2.1 传统处置方法??????????????????????????? 8 1.2.2 新型处置方法??????????????????????????? 9 1.3活性炭的概述????????????????????????????? 10 1.4城市污水污泥制备活性炭研究现状????????????????????11 1.5本课题主要研究内容及技术??????????????????????? 13

2实验部分???????????????????????????????? 15

2.1实验药品及仪器???????????????????????????? 15 2.1.1实验药品????????????????????????????? 15 2.1.2实验仪器及设备?????????????????????????? 16 2.2分析方法??????????????????????????????? 16 2.2.1苯酚的分析方法?????????????????????????? 16 2.2.2 污泥含水率及挥发份分析方法??????????????????? 2.2.4 PH测定方法???????????????????????????

18 21

2.2.5吸附量及产率计算????????????????????????? 21

3结果与讨论??????????????????????????????? 22

3.1化学法污泥活性炭制备影响因素研究??????????????????? 22 3.1.1活化剂的筛选??????????????????????????? 22 3.1.2固液比及复配比的影响??????????????????????? 23 3.1.3浸渍时间及温度的影响??????????????????????? 25 3.1.4热解温度的影响?????????????????????????? 26 3.1.5 添加剂的影响?????????????????????????? 27 3.2 微波法污泥活性炭制备影响因素研究?????????????????? 28 3.2.1 微波法活化剂的筛选??????????????????????? 28 3.2.2 固液比的影响?????????????????????????? 28 3.2.3 浸渍时间的影响????????????????????????? 30 3.2.4 浸渍温度的影响????????????????????????? 30 3.2.5微波功率及加热时间的影响????????????????????? 31

3.3微波法污泥活性炭的应用???????????????????????? 32

结论??????????????????????????????????? 35

摘 要

本文以城市污水处理厂剩余活性污泥为原料，采用化学活化法和微波法制备污泥活性炭，研发了一系列适用于污泥活性炭制备工艺的新型活化剂配方；以污泥活性炭产率与吸附性能为指标，对污泥活性炭制备过程中的主要影响因素和工艺条件进行了研究。选取活化剂浓度，固液比，活化温度，活化时间，热解温度及热解时间等因素，通过试验确定最佳工艺参数。以品红、苯酚及亚甲基蓝吸附值对制备的污泥活性炭的吸附性能进行评价,并探讨了污泥活性炭作为水处理吸附剂的去除效果。结果表明：

（1）化学法制备污泥活性炭试验的较佳的工艺参数为: 以ZnCl2/CuCl2

为活化剂，ZnCl2浓度为5mol/ L，固液比 1:1.0 g/mL，CuCl2投加量为4wt.%，浸渍时间1.0h，浸渍温度20℃，热解时间45min，热解温度550℃。此时所得污泥活性炭亚甲蓝吸附值为142.07 mg/g。

（2）微波热解制备污泥活性炭较佳工艺条件为：氯化锌浓度为5mol/ L，固液比 1：2.0 g/mL，微波功率为400W、微波作用时间为340S、浸渍时间为1.0h、浸渍温度20℃。此时所得污泥活性炭亚甲蓝吸附值为135.42 mg/g。

（3）污泥活性炭对品红染料废水脱色率可达到95%以上，吸附量优于商品活性炭。 关键词：

污泥活性炭；污泥；化学活化；微波热解；活化剂

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Abstract

This paper reported a novel method for preparation of activated carbon from wastewater sludge by chemical activation and microwave pyrolysis. A series of new activator formula for the preparation technology were developed, and the optimum technological conditions of preparation were investigated with the yield of activated carbon and its adsorption capacity as the guide. The adsorption activity of active carbon was characterized by the methylene blue, phenol and magenta adsorption values, and several typical influencing factors were selected: Activator types and concentration, solid-liquid ratio, dipping time and temperature, pyrolysis temperature and time.

The results showed that:

(1) The optimum technological conditions of preparation by chemical activation were: ZnCl2/CuCl2 was the better activator. Solid/liquid 1:1.0 g/mL, activator ZnCl2 5mol/L, CuCl2 4wt.%, soaking time 1.0h, temperature 20℃, pyrolysis time 45min, temperature 550℃, and in such cases methylene blue adsorption value was 142.07mg/g.

(2) The optimum technological conditions of preparation by microwave pyrolysis was: activator ZnCl2 5mol/L, Solid/liquid 1/2.0g/mL, soaking time 1.0h, temperature 20℃, pyrolysis power 400W, pyrolysis time 340s, and in such cases and in such cases methylene blue adsorption value was 142.07mg/g.

(3) Sludge activated carbon adsorbent effect surpasses the conventional activated carbon, magenta removal rate of up to 95%.

Keywords:

sludge; activate carbon; chemical activation; adsorption;Microwave pyrolysis

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引 言

随着我国城市经济的发展、人口的增长以及人们生活水平的不断提高，城市废水排放量日益增多，污泥的产生量也大幅度增长。污泥产生量的与日俱增与污泥处理能力的严重不足以及处理手段的严重落后形成尖锐的矛盾，大量的污泥随意外运、简单填埋或被弃置，不但占用大量土地，还造成严重的二次污染以及新的环境问题，使得许多城市出现了污泥围城的现象，给生态环境带来了隐患。城市污泥出路问题日益突出，污泥的处理处置难题逐渐引起了人们的关注，已经成为制约城市社会经济持续、健康、快速发展的重要因素[1]。如何将产量大、成分复杂的污泥经过科学处理后使其减量化、无害化、资源化和稳定化，已成为世界环境保护领域广泛关注的课题之一。一种有效的污泥处理处置方法应当兼顾到生态环境效益、社会效益和经济效益的平衡，特别是对于我们这样一个农业大国，经济基础较为薄弱，污泥的资源化综合利用无疑是较好的选择，将成为污泥处置的理想出路，同时也是可持续发展的必然趋势。

随着废水污染处理法规要求日益严格，越来越多的环境污染控制流程中应用活性炭吸附工艺。活性炭作为一种高效吸附剂，具有吸附速度快、易再生等优点，在环保领域日益显示出其主导地位，越来越受到人们的重视，但其原材料主要是煤和木材等含碳材料，成本较高。而城市污水处理厂污泥含有大量有机物和腐殖质等可利用资源，因此，将污泥作为活性炭的生产原料，让污泥由低价值废物转变成为高使用价值的活性炭，不但更好地保护环境、节约了能源，而且还从根本上解决了污泥处理处置这一环境难题，更是由于生产原料污泥的廉价而大大消减活性炭的生产成本，从而实现了污泥的变废

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为宝及其资源的循环再利用，为污泥的资源化利用寻求了更有效的途径。

本文以城市污水处理厂剩余活性污泥为研究对象，在对其性质和组成测试的基础上，探讨了城市污泥制备活性炭的综合利用新技术。对于污泥活性炭的应用，由于其中含有大量重金属氧化物，不但可以作为吸附剂，同时也是良好的催化剂，虽然从相关参数比较不如商业活性炭，但应用效果却与商业活性炭接近，有时甚至会超过它。因此，污泥制活性炭这种资源化方法越来越受到人们的重视，国内外这方面的研究也越来越深入。

近年来，对于污泥活性炭的研究重点是污泥制备活性炭吸附剂的中间过程与方法的改进，所以，本课题基于目前化学活化法制备污泥活性炭所选用的活化剂比较单一、制备工艺参数比较缺乏，本文将在制备污泥活性炭吸附剂的中间过程与方法的改进方面进行深入研究。实验中以含炭量较多的剩余污泥为原料，以品红、苯酚溶液吸附值和活性炭产率为衡量指标，通过改变活化剂的主要类型、固液比、浓度、复合组成，筛选出新型活化剂；并进一步通过改变新型活化剂固液比、复配比、浸渍时间、浸渍温度、热解温度等影响因素，探索新型高效活化剂，完善化学活化法和微波法的制备工艺参数。

本文还探讨了制得的污泥活性炭与商品炭对品红染料废水脱色率，进一步考察制备的污泥活性炭的吸附性能，为其大规模应用推广提供了经济上合理、技术上切实可行的参考依据。同时也为污泥的资源化利用多元化探索出了一条新途径，在一定程度上促成解决污泥的出路问题，从而实现污泥资源化的持续利用，对城市环境的可持续改善具有重要意义。

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1 文献综述

1.1 城市污水污泥概述

随着我国社会经济的发展，一方面人们的生活水平不断提高，对环境质量要求也越来越高；但另一方面资源相对短缺的我国在经济发展的过程中，资源浪费、环境污染现象较严重。因此，以资源高效利用和循环利用为核心，以减量化、再利用、资源化为原则，以低消耗、低排放、高效率为基本特征的循环经济发展模式对解决上述的矛盾具有迫切的现实意义。

作为水环境治理的重要组成部分城市污水处理、再利用得到政府和环保界的高度重视，新建的污水处理厂大量的增加，污水处理率大幅的提高。但同时也产生了数量巨大的污泥，污泥能否得到合理处理处置，已成为影响污水处理厂能否维持正常运行、产生环境效益的重要因素。污泥如果处理不当就进入环境，不仅造成浪费，而且还会危害环境。因此，大量污泥的减量化、稳定化、无害化、资源化处理处置研究显得非常重要。 1.1.1城市污水污泥的来源

城市污水污泥是污水处理厂对污水进行处理过程中产生固体或半固体沉淀物质。目前国内的城市污水处理厂多数采用二级处理－改良SBR法处理污水，有关城市污水污泥在污水处理工艺过程中的来源如下：

无机固体颗粒：来自沉砂池，无机固体颗粒的量约30cm/m3，这些固体颗粒中也可能含有有机物，特别是油脂，其数量的多少取决于沉砂池的设计和运行情况。

初次沉淀污泥：来自初沉池，由初次沉淀池排出的初次沉淀污泥通常为

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灰色糊状物，其成分取决于原污水的成分，产量取决于污水水质与初沉池的运行情况，干污泥量与进水中的SS和沉淀效率有关，湿污泥量除与SS和沉淀效率有关外，还直接决定于排泥浓度。

剩余活性污：来自二次沉淀池，统活性污泥工艺等生物处理系统中排放的剩余污泥，其中含有生物体和化学试剂，产生量取决于污水处理所采用的生物处理工艺和排泥浓度。

污泥来源及特性分析

本实验所用污泥取自沈阳市北部污水处理厂活性污泥法二沉池排出的剩余活性污泥，其成分如下表所示：

表1污泥成分 %

水分 78.62

挥发分 55.16

灰分 44.84

1.1.2城市污水污泥的数量

随着国家对污水治理力度的加大，国内污水处理事业的迅猛发展。根据

《中国水网年度系列报告之四》统计数据显示，截止到2008年6月5日，我国正在运营的污水处理厂总数已达1389座，其中城市污水处理厂数量为1043座，县级及以下污水处理厂座数为346座。根据建设部《2007年城市、县城和村镇建设统计公报》显示，2007年末，我国己运营的污水处理厂总数为1206座，其中城市厂883座，县城污水处理厂323座。在五个月的时间里，污水处理厂数量增加了202座，平均月增40座，增加数以城市污水处理厂为主。而随着“十一五”规划的进一步深入，各地县级污水处理厂建设脚步也在加

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快，保守计算，截止到2010年底，我国至少将有近3000座污水处理厂达到运营状态。2007年全国污水排放总量580亿吨，同比增长5.88%。按城市污水平均含固率为0.02%(干物质)来计算每月可产生 1160x104t的干污泥，约可产生湿污泥(含水率按80%计算 )5800t。随着污水厂总处理水量和处理工艺的深度还将不断扩大和提高，产生的污泥量之大就可想而知。如何合理、科学处置污水厂污泥，解决如此大量污泥的出路，实现城市污水污泥减量化、稳定化、无害化、资源化己成为非常紧迫的任务。 1.1.3城市污水污泥的性质

城市污水污泥是污水处理的产物，成分很复杂，含有比污水中数量更多的有害物质，它包括混入生活污水或工业废水中的泥砂、纤维、动植物残体等固体颗粒及其凝结的絮状物、由多种微生物形成的菌胶团及其吸附的有机物、细菌(如乳链菌、青霉菌、酵母菌、大肠杆菌等)、原生动物(如带柄的原生动物、自由游动的原生动物、鞭毛状原生动物、腐生原生动物等)和虫卵(如蛔虫卵、绦虫卵等)以及重金属元素和盐类等综合固体物质[2]。

污泥的主要特性是含水率高(可高达80%以上)，有机物含量高，细菌等微生物组成复杂，容易腐化发臭，并且颗粒较细，比重较小，体积大，呈胶体液状。大量堆积的污泥，不仅占用土地，而且其中的有害成分如重金属、病原菌、寄生虫、有机污染物及臭气等，都成为影响城市环境卫生的一大公害。如果处理不当排放后，不但降低了污水处理系统的有效处理能力，而且对生态环境和人类活动构成了较严重的威胁。因此，寻求科学、有效的污泥减量化、稳定化、无害化、资源化利用途径势在必行。

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1.2 城市污水污泥的处置方法

1.2.1 传统处置方法

卫生填埋

卫生填埋是污泥处置的基本方式，这种处置方法操作简单，污泥不需要高度脱水，投资不大，处理费用较低，适应性强，填埋污泥时既可单独填埋也可与生活垃圾和工业废物一起填埋。我国污泥的卫生填埋始于20世纪60年代，已沿用了约50年，采用的污泥填埋一般都是与城市垃圾一起处置，经过科学选址和必要的场地防护处理，具有严格管理制度的科学的工程操作方法。到目前为止，填埋已发展成为一项比较成熟的污泥处置技术。

但填埋方式也存在诸多问题，大量的污水污泥将占用大面积的土地，高毒性的渗滤液存在潜在的土壤污染和地下水污染风险，填埋场产生的甲烷等气体存在潜在的起火爆炸风险，另外卫生填埋的处理技术标准要求也越来越高。近年来污泥填埋处置所占比例越来越小，例如英国污泥填埋比例由1980年的27%下降到1995年的10%。可见卫生填埋方式是治标不治本，与科学发展观不相符，不会成为污泥处理处置的发展方向。

焚烧

污泥中含有大量的有机物和部分纤维木质素，经脱水干燥后具有一定的热值，可用焚烧加以处理[3]。焚烧使污泥中的有机物全部碳化，杀死病原体、寄生虫卵等微生物，减量率可达到95%左右;另外焚烧时产生的热量可以充分利用，具有较广的应用前景。在发达国家，特别是西欧和日本已得到了广泛的应用，在日本，污泥焚烧处理已经占污泥处理总量的60%以上，欧盟也在

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10%以上。但是其缺点在于处理设施投资过大，处理费用高，目前在我国推广不太现实;另一方面，污泥焚烧技术尚不成熟，焚烧时会产生二氧化硫、二嚷英、富含重金属的烟尘等有害物质，严重污染大气。

投海处置

利用海洋的自净能力消纳污泥一般不需要进行严格的无毒无害化处理，也无需脱水便可直接排入水体，而且容量很大。对于靠近海岸的大型污水处理厂，这是一种方便的污泥处置方法，曾一直被许多国家所采用。英国20世纪80年代初开始采用此法，美、日等沿海国家也有较多应用。但此法也不能从根本上解决环境问题，它同时也造成了严重海洋污染，对海洋生态系统和人类食物链已造成威胁，受到越来越强烈的反对。美国于1988年已禁止向海洋倾倒污泥，并于1991年全面加以禁止。 1.2.2 新型处置方法

能源化利用

污泥数量如此巨大，而且污泥中富含大量有机物，如有机酸、烃类、醇类物质等，其中有一部分能够被微生物分解，产物是水、甲烷和二氧化碳，另外干污泥具有热值，可以燃烧，所以通过一定的处理后制沼气、污泥低温热解制油等方法，可以回收污泥中的能量。污泥低温热解制油即在300℃－500℃、常压(或高压)和缺氧条件下，借助污泥中所含的硅酸铝和重金属(尤其是铜)的催化作用将污泥中的脂类和蛋白质转变成碳氢化合物，最终产物为燃料油、气和碳。目前但我国在热解机理、动力学研究和具体应用方面研究还不很成熟，有很多工作需进一步探讨，目前难以推广应用。

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堆肥化利用

堆肥就是利用微生物的生命活动对废物中的有机物氧化、分解，同时释放出能量，而另一部分有机物则被合成新的细胞质，使微生物不断生长繁殖，产生出更多生物体的过程。由于污泥中含有较丰富的有机质，如氮、磷、钾等多种微量元素，同时也富含有细菌、真菌等微生物，外部创造一定的条件，通过污泥堆肥，可生化有机物得到进一步降解，污泥体积减少25%左右，挥发性成分减少，臭味减低，重金属有效态的含量也降低，速养分量有所增加，病原菌、寄生虫卵等基本被杀死使其达到符合标准的有机肥料，实现资源化的目的，是一种很好的污泥处置方式。在污泥堆肥技术方面，八十年代同济大学等单位进行了较为深入的研究;近些年来，在天津、上海、无锡、北京等地建立了规模不等的污泥堆肥厂[4]。

1.3 活性炭的概述

活性炭是一种具有高度发达孔隙结构和极大比表面积的多孔炭材料。主

要由碳元素组成，同时也含有氢、氧、硫、氮等元素，以及一些无机矿物质。活性炭不溶于水和其它绝大部分的溶剂。除了在高温下同氧接触，同臭氧、氯、重铬酸盐等强氧化剂反应外，在诸多实际使用条件下都极为稳定，可以在广泛的pH范围内及多种溶剂、高温、高压下使用。发达的孔隙结构决定了吸附作用是活性炭最显著的特征之一，因而活性炭被广泛地应用于对气相和液相中有害物质的吸附、净化处理，如:在食品工业、饮用水及污水处理、医学领域、煤气脱硫、烟道气脱硫脱硝、天然气储存、食品保鲜燃料及军事防毒面具等方面的应用； 同时由于活性炭所具有的耐高温、耐腐蚀、导电、传

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热以及化学稳定性等一系列优点，在催化材料、电子能源材料和生物工程材料方面的应用也陆续得到了研究和开发，其产量和性能也在不断地提高[5]。 目前世界范围内活性炭的生产量和使用量正不断扩大，2003年世界活性炭年消费量超过70万吨，并以每年15%的速度递增。西方一些发达国家在环保方面的人均活性炭需求量达到300－400g.a-1’。由于美国环保法律的严格实施，近年来用于环保的活性炭以平均25%的速度增长。我国活性炭年产量已突破21万吨，取代美国(15－17万吨)成为世界第一活性炭生产大国;活性炭出口量也逐年上升，2002年出口15万吨，已稳居世界首位。因此，活性炭工业的发展有着极大的前景。但是，国内的活性炭工业必须注重研究活性炭的应用发展趋势，加强新技术开发，以促进整个活性炭行业的良好发展。

1.4 城市污水污泥制备活性炭研究现状

污水处理过程中产生的污泥中含有大量的有机物，我国目前污水污泥中

有机物的含量一般为40%－70%[6]，但是随社会发展水平的提高其含量也会增加，故污水污泥的含炭量也会提高，这是污泥制备活性炭的客观因素，同时探讨污泥制备成本低廉的活性炭吸附剂，是污泥处理处置和资源化新途径，对解决污泥出路与资源化问题具有重要意义。国内外有不少学者对污水污泥制备活性炭吸附剂作了不同的研究。

1960年Razoku等人最早意识到污泥可以作为一种资源进行利用而不是直接处置掉。他当时写了一篇关于含碳农业废弃物吸附特性的文章，意识到污泥有资源化的可能性，但没有进行研究。

1971年，Beekmnas和Pkar[7]在一篇题为《城市污水处理厂污泥的热解产

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物及可能的应用》中建议在某种条件下城市污水处理厂污泥可以转化为一种有用的含碳吸附剂。随后Bitliewksi等几位研究人员进行了试验探索，并初步优化了制备条件。直到1987年chinag和You又研究了城市污水处理厂污泥制备吸附剂，但是吸附效果不能令人满意[8]。在以后的近十年里，鲜有报道。

随着人们生活水平的提高，污泥量和污泥中有机物的含量在不断增加，从1996年开始特别是2000年以后，又有些关于这方面的报道。

南洋理工大学的Tay和陈晓歌等人对消化污泥和未消化污泥制备活性炭做了对比，从BET比表面积、孔容积、含碳量、苯吸附能力等方面分析，以未消化污泥为原料的效果要好些。但未消化污泥不够稳定，在使用制备过程中具有一定的风险性。因此在他们接下来的研究中均使用消化污泥。并对污泥活性炭进行了物理化学特性的研究。他们还探索了用添加椰子壳后的消化污泥制备活性炭的最佳条件，在这个条件下BET比表面积可达867.61m2·g-1’，对酚的去除率为57.99%.

国内也有部分学者对城市污水污泥制备活性炭作了一些研究。余兰兰等人[9]以城市污水污泥为原料，采用不同活化方法制备活性炭吸附剂，同时对比不同活化剂活化效果，并对影响活化产物吸附性能的因素进行了研究。结果表明，化学活化法制备的活性炭吸附剂性能较好，采用污泥制备的活性炭吸附剂处理城市污水，COD去除率较高，污水色度也有了较大改善。四川大学的杨丽君等人也以污水污泥为原料，采用微波辐照磷酸活化的方法制备污泥活性炭，得出磷酸微波法制污泥炭的最佳条件为:微波功率480W、辐照时间2605、磷酸浓度40%。在该条件下，制得的污泥炭碘值为517.4mg/g，产率为43%。任爱玲等人[10]研究了以制药污水处理厂污泥为原料，分别以磷酸和氯化锌为

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活化剂制备污泥活性炭，研究正交试验确定最佳工艺参数，并以果壳作添加剂提高活性炭性能。对污泥制备活性炭的工艺，虽然国内外已经作了一定研究，但是以城市污水处理厂脱水生污泥为原料，同时采用管式炉热解法研究制备活性炭的最佳工艺参数，并将其应用于城市污水厂出水处理的效果分析，同商品活性炭的性能比较，像这样在污水污泥中加入碳添加剂、较全面地研究城市污水污泥制备活性炭技术的研究报道却很少。

1.5 本课题主要研究内容及技术

活性炭在废水处理中主要是通过吸附作用去除水中的污染物，所以制备

活性炭的关键在于提高其吸附性能，这就需要选取性能较好的活化剂和找出制备产品的最佳工艺。而活性炭的吸附性能又与其表面孔结构、比表面、官能团有很大的关系，因此对制备的活性炭的表面特性的研究也有很重要的意义。另外研究城市污水处理厂污泥制备活性炭的过程、机理方面，对试验研究有指导意义。本论文的研究内容主要包括以下几个方面:

(1) 活化剂的筛选：以对品红、苯酚溶液吸附值和活性炭产率为指标，筛选活化剂类型、浓度及投加量，进一步通过复配改善其吸附性能和制备工艺。

(2) 制备污泥活性炭工艺参数研究：以对品红、苯酚溶液吸附值和活性炭产率为指标，考察活化剂固液比、浓度、复配比、浸渍时间、浸渍温度、热解时间、热解温度对吸附效果的影响。

(3) 应用研究：考察污泥活性炭与商品活性炭对品红染料废水脱色率。

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本课题的技术路线见下图：

添加剂 脱水污泥 低温干燥 低温干燥 热解炭化 研磨筛分 漂洗 活化剂 振荡浸渍 研磨筛分 成品 低温干燥 3mol/LHCL 70 蒸馏水 、 ℃

图1工艺流程图

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2 实验部分

2.1实验药品及仪器

2.1.1实验药品

表2实验药品

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

试剂 磷酸 氯化锌 硫酸铜 氯化钙 三氯化铁 碘 碘化钾 碘酸钾 可溶性淀粉

食盐 氢氧化钾 氢氧化钠 氯化铜 氢氧化钙 酸性品红 盐酸 硫代硫酸钠 无水碳酸钠 异戊醇

苯酚 硫酸亚铁

纯度 化学纯 分析纯 分析纯 分析纯 分析纯 分析纯 分析纯 分析纯 分析纯 分析纯 分析纯 分析纯 分析纯 分析纯 分析纯 分析纯 分析纯 分析纯 分析纯 分析纯 分析纯

厂家

沈阳瑞丰精细化学品有限公司

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2.1.2实验仪器及设备

表3实验仪器及设备

仪器名称 高温管式电阻炉

温控仪 箱式电阻炉 数控超声波清洗器 电热鼓风恒温干燥箱 水浴恒温振荡器 电热恒温水浴锅 低速离心机 酸度计 电化学分析仪

型号 SK-2-10H KSW-4D-11

SX2 KQ-250DB DHG-9140A SHA - B DK-S24 LD4-2 PHS-3B DR 5000

厂家

沈阳市长城工业电炉厂 沈阳市长城工业电炉厂 上海阳光实验仪器有限公司 昆山市超声仪器有限公司 上海精宏实验设备有限公司 江苏金坛市亿通电子有限公司 上海精宏实验设备有限公司 北京医用离心机厂 上海雷磁仪器厂 美国哈希公司

粉碎机、筛网（0.1mm，0.6-0.8mm，0.5-3mm）、管式电阻炉、烘箱、马弗炉、蒸汽发生器、氮气瓶、锥形瓶、研磨器、量筒、过滤器、烧杯、振荡器、温控仪、pH计、带盖瓷坩埚、电子天平、流量计、电热鼓风干燥箱、马弗炉、电炉、坩埚、蒸发皿、分析天平、冷凝回流装置、HY-4 调速多用振荡器。

2.2 分析方法

2.2.1苯酚的分析方法

苯酚的浓度采用DR 5000电化学分析仪分别在269及560nm处测定。每组实验重复3次，相对偏差< 5%。

（1）苯酚及苯酚钠的紫外-可见吸收光谱

取苯酚适量，用去离子水稀释成适宜浓度，以去离子水为空白进行全波长扫描，得紫外-可见吸收光谱，如图2所示。苯酚在269 nm 处有最大吸收，与文献报道一致。故确定测定波长为269 nm。

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4 3 Absorbance 2 1 0 200 300 350 Wavelength (nm) 图2 苯酚溶液的紫外-可见吸收光谱

250 400

Fig. 1 UV-visible absorption spectrum of phenol solution

（2）苯酚标准曲线的绘制

精确称取1.0 g苯酚，置于1000 mL容量瓶中，加去离子水稀释至刻度，摇匀，制得苯酚标准储备液。分别移取不同体积的苯酚标准储备液，置于100 mL的容量瓶中，加去离子水至刻度，稀释成浓度分别为20、40、60、80、92 mg/L苯酚溶液，以去离子水为空白，于269nm处测定吸光度，绘制标准曲线，如图2所示。结果表明，苯酚在10～100 mg/L范围内，浓度与吸光度的线性关系良好。每周对标准曲线用标样校正一次。

10075C (mg/L) 502500.0C=71.42A+7.89E-42R=0.99980.20.40.60.81.0Absorbance1.21.4

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图3苯酚溶液在269 nm处的UV-Vis标准曲线

2.2.2 污泥含水率及挥发份分析方法

污泥含水率采用《煤质颗粒活性炭试验方法水分的测定》(GB/T 7702. 1-1997) 测定；

（1）根据粒度大小，用预先烘干并恒重的带盖称量瓶，称取试样5g（精确至0.0002），并使试样厚度均匀。

（2）将装有试样的称量瓶打开盖子，置于温度调至（150?5）℃的电热恒温干燥箱内，干燥2h。

（3）取出称量瓶，盖上盖子，放入干燥器内，冷却至室温后称量（精确至0.0002）。

（4）以后每干燥30min，再称量一次，直至质量变化不大于0.0010g为止，视为干燥质量。如果质量增加，应取增加前一次的质量为准。

（5）重复（1）至（4）步骤，再做一份试样。 结果用下式计算

W（%）?m1?m2m1?m?100

式中：W——水分质量分数，%；

m1——原试样加称量瓶的质量，g； m2——干燥试样加称量瓶的质量，g； m ——称量瓶的质量，g. 经测定，污泥的含水率为78.62%

灰分采用《煤质颗粒活性炭试验方法灰分的测定》(GB/T 7702.15-2008)测定；

No

18

（1）将灰皿置于马弗炉中，在（800?25）℃下灼烧约1h，取出后放入干燥器内，冷却至室温（约30min）,称量精确至0.0002g,重复灼烧直至恒重。

（2）将试样置于（150?5）℃电热恒温干燥箱内，干燥2h，然后放入干燥器中冷却至室温备用。

（3）将试样粉碎，全部通过1.00mm筛子，称取1g（精确至0.0002g）,置于灼烧过的灰皿内，于马弗炉中先灰化3~5h，然后在（800?25）℃下灼烧约2h。

（4）将灰皿置于干燥器内，冷却至室温（约30min）。然后迅速称量，精确至0.0002g。

（5）以后每灼烧30min称量一次，直至质量变化不超过0.0010g为止。 （6）重复（1）至（5）步骤，再做一份试样。 结果用下式计算

A?m2?mm1?m?100

式中：A——灰分质量分数，%；

m2——试样灼烧后加灰皿的质量，g；

mm1——灰皿质量，g；

——除去水分的试样加灰皿的质量，g。

经测定，干污泥的灰分为44.84% 2.2.3亚甲基蓝吸附值分析方法

（1）称取0.1g（精确至0.001g）试样，置于100mL磨口瓶中，用滴定管加入亚甲溶液5~15mL（精确至0.02mL）(依被测定产品而定)，盖紧瓶塞，放

No

19

在振荡20min。

（2）用直径为125㎜的中速性滤纸将上述被试样吸附过的亚甲蓝溶液滤入比色管中。

（3）将滤液混匀，用10㎜比色管在分光光度计665nm波长处以蒸馏水（去离子水）为参比液测出消光值。

（4）调整加入亚甲蓝溶液的毫升数，直到测出试样滤液与硫酸铜标准色溶液的消光值读数差不超过±0.02时为止。

（5） 重复（1）至（4）步骤，再做一份试样。 结果按下式计算：

Ay?c?Vm

式中：Ay——亚甲蓝吸附值，mg/g；

c ——同式（1）；

V——测定试样所耗用的亚甲蓝溶液体积，mL； ——试样质量，g。

m两份试样各测定一次，其允许差应不大于8mg/g，结果以算术平均值表示，精确至整数位。

亚甲基蓝溶液浓度按下式计算

（V2-V1）?c0?106.6c?50

式中：C —亚甲蓝溶液的浓度；

V2 —不加亚甲蓝溶液滴定所消耗的硫代硫酸钠标准溶液体积，mL； V1 —亚甲蓝溶液滴定所消耗的硫代硫酸钠标准溶液体积，mL； C0 —硫代硫酸钠溶液中硫代硫酸钠溶液的浓度，mol/L。

No

20

2.2.4 PH测定方法

称取未干燥的活性炭2.5Og(称准至0.0，g)，置于100mL的锥形瓶中，加入不含二氧化碳的水 50mL，加热，缓和煮沸 5min，补添蒸发的水，过滤，弃去初虑液 5mL，余液冷却到室温后用PH计测定PH值。 2.2.5吸附量及产率计算

产物收率采用质量法计算(活性炭产品与原料干污泥的质量比) 。

公式：q?式中:q一吸附量，mg·g-1；

C0一初始浓度，mg·L-1； C一平衡浓度，mg·L-1； m一活性炭质量，mg； V一溶液体积，mL。

(C0?C)?VM

No

21

3结果与讨论

3.1化学法污泥活性炭制备影响因素研究

实验所用污泥取自沈阳市北部污水处理厂(采用传统活性污泥法及SDAO工艺)剩余活性污泥， 通过含水率及灰分测试得到其含水率为78.62%，干污泥灰分为44.84%。 3.1.1活化剂的筛选

以苯酚及酸性品红为目标物，进行活化剂种类对污泥活性炭吸附性能影响的研究，如表4所示。

表4 活化剂对污泥活性炭性能影响

Tab. Effect of activator composition on sludge activated carbon properties

品红吸苯酚吸产物收活化剂种类 附值附值率%

(mg/g) (mg/g)

5mol/L ZnCl2 24.86 25.91 4.75 40 wt.% H2SO4 5.09 14.36 42.58

2 wt.ê(OH)2 3mol/L HCl 1mol/L NaOH 40 wt.%H3PO4 ZnCl2+H3PO4(3/1) ZnCl2+4 wt.tSO4 ZnCl2+H2SO4(3/1) ZnCl2+4 wt.tCl3 ZnCl2+5mol/LKOH ZnCl2+4 wt.ê(OH)2 ZnCl2+4 wt.%CuCl2 ZnCl2+H2SO4+KOH ZnCl2+H2SO4+CuCl2

0.84 - 1.04 9.56 3.88 12.43 14.20 12.74 14.11 14.23 14.06 9.11 11.93

7.62 6.83 - 7.30 6.74 4.89 23.92 16.13 27.58 26.29 24.04 5.47 8.01

29.28 32.98 30.00 20.16 38.77 5.26 46.40 11.50 34.37 48.83 30.07 39.01 42.75

注：固/液=1g/2.5mL，活化温度20℃活化时间1.0h热解温度550℃，热解时间45min

污泥活性炭化学法制备中常用的活化剂主要有ZnCl2、KOH、NaOH、H2SO4、H3PO4等，活化效果与污泥性质有关。活化剂有较强的脱水作用，能使污泥中所含有机物中的氢和氧以水的形态分解脱离出来，能影响热解过程

No

22

并抑制焦油的生成，降低活化温度，提高产品收率；而且其对有机物还具有侵蚀和溶解作用，能够渗透到原料的内部，使含碳化合物得以溶解形成空隙。复配活化剂发挥了化学药剂的协同活化作用，使生成更加发达的过渡空隙结构。本文研究了单一及组合活化剂对吸附性能的影响，对于本实验污泥，传统活化剂中ZnCl2苯酚吸附值较高，其作用为促进热解反应过程，形成基于乱层石墨结构的初始孔隙，填充孔隙，避免焦油形成，清洗除去后留下发达的孔结构，但产物收率低于H2SO4，而KOH、NaOH及H3PO4等效果较差，且KOH、H2SO4具有很强的腐蚀性，成本高，H3PO4需高温；复合活化剂ZnCl2/Ca(OH)2、ZnCl2/KOH和ZnCl2/CuCl2 的吸附效果及产物收率明显好于单一活化剂ZnCl2，虽ZnCl2/ H2SO4复配效果好于单独使用H2SO4，且产物收率较高，但吸附效果较差。三种活化剂复配效果明显下降。本文选取ZnCl2/CuCl2为污泥活性炭制备的活化剂进行其制备工艺条件剂吸附性能应用研究。

3.1.2固液比及复配比的影响

污泥与组合活化剂的固液比及活化剂复配比对苯酚吸附量及产率的影响如图4、5所示。

No

23

302520 50 qphenol qazaleine m@30C0phenol=919.91mg/Lq(mg/g)1510501:11:21:2.51:4S/L(g/mL)1:5C0aza=57.34mg/Lm%

20100图4 固液比与吸附特性的关系

(CZnCl2=5mol/ L、CuCl2= 4 wt.% 污泥质量=6g，20℃，浸渍1.0h，热解温度550℃，热解时间45min。苯

酚：20℃、1.0h，C0phenol=843.2mg/L，C=6g/L；品红：20℃、0.5h，C0aza=109.33mg/L，C=4g/L)

4030 504030q(mg/g)2020100 qphenol qazaleine10 mH1012CuCl2(%)160图5 复配比与吸附特性关系

(CZnCl2=5mol/ L，S/L=1/1，污泥质量=6g，20℃，浸渍1.0h，热解温度550℃，热解时间45min。苯酚：

20℃、1.0h，C0phenol=963.50mg/L，C=6g/L；品红：20℃、0.5h，C0aza=90.34mg/L，C=4g/L)

m%

由图4、5可知，两者对污泥活性炭的吸附性能有显著的影响，最佳固液比及CuCl2投加量分别为1:1(g/mL)、CuCl2 4 wt.% 污泥质量。苯酚吸附量及产物收率随固液比及CuCl2的添加量的增大而下降，当固液比1:1时，苯酚及

No

24

品红的吸附量分别为20.8、24.44mg/g，产物收率为30%，超过此量后，吸附量及收率逐渐下降，这是由于化学活化法是通过化学药剂脱水、缩合、润涨等作用形成空隙，使含碳化合物缩合成不挥发的缩聚碳。从而产生发达多孔结构[8]。活化剂进入炭中，与其微晶结构点中的活性点反应，形成新孔，因而活化剂投加量增大，脱水缩合作用大，产生的空隙结构发达，吸附性能提高；但活性点数量有限，过多的活化剂会进入已形成的活性炭微孔，在微孔中进行反应，使主要起吸附作用微孔变大，致污泥活性炭丧失吸附性能，且洗涤时不易去除，使孔道堵塞。 3.1.3 浸渍时间及温度的影响

污泥活性炭制备工艺中活化剂浸渍时间及温度如下列图表所示：

5040 30252015m%q(mg/g)3020 qphenol10011.5 qazaleine m%2Time(h)3241050

图6 浸渍时间与吸附特性的关系

(CZnCl2=5mol/ L，CuCl2=4%，S/L=1/1，污泥质量=6g，20℃，热解温度550℃，热解时间45min。苯酚：

20℃、1.0h，C0phenol=1003.45mg/L，C=6g/L；品红：20℃、0.5h，C0aza=100.01mg/L，C=4g/L)

No

25

温度℃ 20 30 34

表5 浸渍温度与吸附特性的关系 收率% qphenol （mg/L） 22.78 25.13 20.15

40.49 42.12 24.46

qaza（mg/L） 22.59 25.90 25.63

(CZnCl2=5mol/ L，CuCl2=4%，S/L=1/1，污泥质量=6g，浸渍时间=3.0h，热解温度550℃，热解时间45min。苯酚：20℃、1.0h，C0phenol=1003.45mg/L，C=6g/L；品红：20℃、0.5h，C0aza=100.01mg/L，C=4g/L)

浸渍时间为干污泥与活化剂接触反应时间，苯酚及品红吸附值在浸渍3.0h时最大，而后呈下降趋势。表明在浸渍时间较短的情况下，活化剂与污泥的侵蚀反应进行得不完全，侵蚀程度不充分；若再继续浸渍，污泥与过量活化剂进一步反应，增大对含碳有机物的侵蚀和溶解，空隙增大，使吸附值下降。浸渍温度亦存在一最佳值，为20℃，浸渍温度能促进活化剂对有机物的侵蚀和溶解，但温度超过20℃，会使得活化反应速率加快，不利于吸附性能的提高。

3.1.4热解温度的影响

热解温度对污泥活性碳吸附性能的影响如表6所示：

温度℃ 450 550

700 表6 热解温度与吸附特性的关系 收率% qphenol （mg/L） 28.55 31.26 25.11 24.13 42.12 18.48 qaza（mg/L） 23.98 25.90 21.91 (CZnCl2=5mol/ L，CuCl2=4%，S/L=1/1，污泥质量=6g，浸渍时间=3.0h，20℃，热解时间45min。苯酚：20℃、1.0h，C0phenol=1003.45mg/L，C=6g/L；品红：20℃、0.5h，C0aza=100.01mg/L，C=4g/L)

由图表可知，当热解温度低于550 ℃时，随着活化温度的升高，吸附值增加；在550 ℃时达到最大值。当温度高于550 ℃，再升高温度，碘吸附值反而下降。分析其原因，当温度低于550 ℃时污泥不能被充分活化，不能形成最佳的孔隙结构，因此吸附值较小。当温度超过550 ℃，由于活化温度高，

No

26

使得ZnCl2蒸气压高，药剂损失严重，实际起作用的ZnCl2 减少，造成活化不充分，另外，高的活化温度会使产物中碳的含量减少，灰分含量增加，使吸附能力下降。适当的活化温度有利于提高溶液的利用率，可降低活化工序中的能耗，同时也减少ZnCl2 对环境的污染，本研究选定活化温度为550 ℃。

3.1.5 添加剂的影响

5040504030q(mg/g)3020 qphenol100NoneMn(CH3COO)2KMnO7m qazaleine10 m%MgCl20

图7 添加剂与吸附特性的关系

(CZnCl2=5mol/ L，CuCl2=4%，S/L=1/1，污泥质量=6g，浸渍时间=3.0h，20℃，热解温度550℃，热解时间45min。苯酚：20℃、1.0h，C0phenol=1003.45mg/L，C=6g/L；品红：20℃、0.5h，C0aza=100.01mg/L，C=4g/L)

由图7可以看出，在不加任何添加剂的情况下的吸附效果和产率更好. 综上，确定最佳工艺条件为：以ZnCl2/CuCl2为活化剂，氯化锌浓度为5mol/ L，固液比 1:1.0，浸渍时间1小时，浸渍温度20℃，热解时间45min，热解温度550℃。

经测试，此时所得污泥活性炭亚甲蓝吸附值为142.07 mg/g。

No

27

3.2 微波法污泥活性炭制备影响因素研究

3.2.1 微波法活化剂的筛选

以苯酚及酸性品红为目标物，进行活化剂种类对污泥活性炭吸附性能影响的研究，如表7所示。

表7 活化剂对污泥活性炭性能影响

品红吸苯酚吸产物收

活化剂种类 附值附值

率% (mg/g) (mg/g)

5mol/L ZnCl2 26.05 19.48 42.89 40 wt.%H3PO4 24.38 - 50.16 ZnCl2+H3PO4(3/1) ZnCl2+5 mol/LKOH(3/1) ZnCl2+5 wt.%CuCl2 H3PO4 +5 wt.%CuCl2

7.76 13.70 26.86 -

6.74 12.33 16.21 -

30.84 77.84 46.96 61.11

（CZnCl2=5mol/ L，污泥质量=10g，固/液=1g/3.5mL，浸渍温度20℃，1.0h，微波功率400W，热解时间340s，苯酚：20℃、1.0h，C0phenol=1003.45mg/L，C=6g/L；品红：20℃、0.5h，C0aza=50.01mg/L，C=4g/L）

污泥活性炭化学法制备中常用的活化剂主要有ZnCl2、KOH、NaOH、H2SO4、H3PO4等，活化效果与污泥性质有关。活化剂有较强的脱水作用，能使污泥中所含有机物中的氢和氧以水的形态分解脱离出来，能影响热解过程并抑制焦油的生成，降低活化温度，提高产品收率；而且其对有机物还具有侵蚀和溶解作用，能够渗透到原料的内部，使含碳化合物得以溶解形成空隙。综合考虑污泥活性炭对品红及苯酚的吸附效果以及产率情况选择ZnCl2为活化剂进行微波法污泥活性炭的制备。以酸性品红模拟废水为目标物，进行性能测定。

3.2.2 固液比的影响

固液比对吸附特性的影响详见图8：

No

28

5040 50 m% qaza4030q(mg/g)30202010101:1.51:21:2.51:31:3.51:41:4.51:51:5.5S/L(g/mL)图8 固液比与吸附特性的关系

m%

0（CZnCl2=5mol/ L，污泥质量=10g，浸渍温度20℃，1.0h，微波功率400W，热解时间340s，品红：20℃、0.5h，C0aza=50.01mg/L，C=4g/L）

从图8 可知，干污泥与氯化锌溶液的固液比越小，所得到的吸附剂吸附性能越好，产物收率越高，这是因为使用较多的活化剂溶液，可使颗粒状干污泥得到充分的浸润，氯化锌在热解过程中的作用得到充分发挥。但是如果干污泥与过多的氯化锌溶液浸渍，会使热解原料中水分的含量过高，需要较长的升温时间，此外还会造成氯化锌的浪费。因此从经济角度考虑，干污泥与氯化锌溶液的固液比取1∶2.0 为佳， 此时产物收率为44.60%，吸附量为27.06mg/g。

No

29

3.2.3 浸渍时间的影响

6050 504030q(mg/g)4030201011.52S/L(g/mL)3 m% qaza24m%

20100图9 浸渍时间与吸附特性关系

（CZnCl2=5mol/ L，污泥质量=10g，固/液=1g/3.5mL，浸渍温度20℃，微波功率400W，热解时间340s，

品红：20℃、0.5h，C0aza=50.01mg/L，C=4g/L）

从图9可知，浸渍时间为干污泥与活化剂接触反应时间。吸附碘值在浸渍1.0h时最大，而后呈下降趋势。表明在浸渍时间较短的情况下若再继续浸渍，污泥与过量活化剂进一步反应，增大对含碳有机物的侵蚀和溶解，空隙增大，使吸附值下降。 3.2.4 浸渍温度的影响

表8 浸渍温度与吸附特性的关系

收率% qaza（mg/L）

42.9 25.5 33.7

25.19 25.23 25.28

温度℃ 20 30 34

（CZnCl2=5mol/ L，污泥质量=10g，固/液=1g/3.5mL，1.0h，微波功率400W，热解时间340s，品红：20℃、0.5h，C0aza=50.01mg/L，C=4g/L）

No

30

从表8可知，在浸渍温度为20℃、30℃、34℃时所得到的吸附剂吸附性能大约相同。但在20℃时的产率最高. 但温度超过20℃，会使得活化反应速率加快，不利于吸附性能的提高。由此确定浸渍温度为20℃。 3.2.5微波功率及加热时间的影响

微波功率及作用时间对含污泥活性炭吸附性能的影响,其结果见图10与表9：

6050 504030q(mg/g)40302010280300320340Time(s) m% qaza360m%

20100图10 微波热解时间与吸附特性关系

（CZnCl2=5mol/ L，污泥质量=10g，固/液=1g/3.5mL，浸渍温度20℃，1.0h，微波功率400W，品红：20℃、0.5h，C0aza=50.01mg/L，C=4g/L）

结果表明，随着微波辐照时间的延长，污泥吸附剂碘值先快速上升，当时间超过340s时开始略有降低。这是因为微波辐照时间直接决定污泥的热解程度，时间过短时，污泥中挥发分没来得及发生热解，无法形成孔隙结构；随着微波辐照时间的增长，污泥被充分热解，此时所形成的孔隙结构最发达；当微波作用时间进一步增长时，本已形成的微孔和中孔孔径变大，使污泥吸

No

31

附剂的比表面积变小，孔容收缩,从而降低了其吸附能力。

表9 微波功率对吸附特性的影响

功率（W） 200 400 700

0.5h，C0aza=50.01mg/L，C=4g/L）

收率% 61.51 42.93 7.28

qaza(mg/g) 11.16 25.28 5.87

（CZnCl2=5mol/ L，污泥质量=10g，固/液=1g/3.5mL，浸渍温度20℃，1.0h，热解时间340s，品红：20℃、

结果表明，随着微波功率增加，污泥吸附剂碘值先是有所上升,到400 W 以后碘值开始下降. 这主要是因为在不同的温度范围，污泥热解过程经历3个不同的阶段：水分挥发阶段、挥发分挥发阶段和固定碳燃尽段。在投炭量一定的情况下，微波功率直接决定污泥达到的最高温度。微波功率越大，温度越高，当污泥温度达到固定碳燃尽阶段所需的温度(600 ℃以上)时，碳元素挥发，碳骨架结构坍塌.

综上，确定最佳工艺条件为：以氯化锌为活化剂，氯化锌浓度为5mol/ L，固液比 1：2.0，微波功率为400W、微波作用时间为340S、浸渍时间为1.0h、浸渍温度20℃。

经测试，此时所得污泥活性炭亚甲蓝吸附值为135.42 mg/g。 3.3微波法污泥活性炭的应用

为了验证污泥含炭吸附剂实际工程应用的可行性及其应用效果，采用静态吸附实验对比研究污泥活性炭和商品活性炭对酸性品红染料废水的吸附性能。如图11、12所示。

No

32

140120100 qSAC qACq(mg/L)6040200246M(g/L)81012

图11 投加量对吸附量的影响

120100q(mg/L)806040200200400600C0(mg/L)800 qSAC qAC1000

图12 初始浓度对吸附量的影响

结果表明污泥活性炭对品红染料废水脱色率可达到95%以上，吸附量优于商品活性炭。这是由于污泥含炭吸附剂的孔结构以中孔结构为主，平均孔径较大，液相吸附时扩散时间较短，有利于吸附大分子有机物，而选用的商品活性炭以微孔结构为主，不利于液相中大分子有机物的扩散，而需要较长时

No

33

80

间完成扩散渗透，虽然其比表面积较大，但是比表面积主要由微孔贡献，而微孔对于吸附大分子物质贡献甚小，因此处理效果相对较差。因此，处理含有大分子有机物这类废水，污泥含炭吸附剂是很好的吸附材料。

从经济性角度出发，因此实际应用中当污泥活性炭在吸附饱和后可当作固废和其他固体废物一起填埋处理。

No

34

结 论

本研究以城市污水污泥为原料，采用管炉热解与微波高效快速热解两种不同热解方式制备污泥活性炭，得到的结论主要有:

(1) 污泥活性炭的新型复配活化剂类型：氯化锌与氢氧化钾复配，氯化锌与氢氧化钙复配, 氯化锌与氯化铜复配。

(2)管式炉热解法制备污泥活性炭试验的较佳的工艺参数为: 以ZnCl2/CuCl2为活化剂，氯化锌浓度为5mol/ L，固液比 1:1.0，浸渍时间1小时，浸渍温度20℃，热解时间45min，热解温度550℃。

(3)微波热解制备污泥活性炭具有热解效率高，时间短，易于控制工艺条件等优点。试验表明相对最优制备工艺条件为：氯化锌浓度为5mol/ L，固液比 1：2.0，微波功率为400W、微波作用时间为340S、浸渍时间为1.0h、浸渍温度20℃。

(4) 对模拟废水处理的研究表明：微波法污泥活性炭对品红染料废水脱色率可达到95%以上，吸附量优于商品活性炭。 展望：

限于实验条件和时间，污泥制备活性炭的研究在某些方面还有待进一步深入，如：活化剂的制备参数，建议增加吸附影响因子，以进一步提高污泥活性炭的产率和吸附性能；另外，在制备过程中，会产生一些有毒有害的气体，建议在进一步的研究中能够对有毒有害气体进行有效地吸收、分析及处理，防止产生二次污染。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/6gn3.html