污泥物理法制備活性炭及其表面改性的研究.pdf

1、鑒于我國城市污水處理廠污泥產(chǎn)生量、處置壓力增大等問題，本文以句容市深水水務(wù)有限公司的二沉池污泥為原料，利用物理法及其表面改性法制備污泥炭，并將制得的污泥炭應(yīng)用于二氧化硫的脫除，具有較高的性價(jià)比，實(shí)現(xiàn)了污泥的資源化利用及以廢治廢的目的。
　　首先采用物理法制備污泥炭，以亞甲基藍(lán)、碘吸附值作為污泥炭的性能指標(biāo)，通過正交實(shí)驗(yàn)和單因素實(shí)驗(yàn)研究了制備污泥炭的優(yōu)化工藝條件。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：炭化溫度550℃、炭化時(shí)間60min、活化溫度800℃、

2、活化時(shí)間90min、水蒸氣流量15g/h，污泥炭亞甲基藍(lán)吸附值為26.37mg/g，碘吸附值為162.14mg/g；玉米芯添加比例為30％，污泥炭的亞甲基藍(lán)吸附值為56.49mg/g，碘吸附值為264.41mg/g，Langmuir吸附等溫線模型更能準(zhǔn)確地描述亞甲基藍(lán)在污泥炭上的吸附相平衡，動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型。通過化學(xué)活化改性法、堿性改性法、負(fù)載金屬改性法制得了一系列的污泥炭，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：采用Ni(NO3)2改性污泥炭是最

3、佳的方法，其最佳負(fù)載金屬比例為10％，碘吸附值為273.56mg/g。
　　其次采用孔徑分析儀、掃描電子顯微鏡、X射線衍射和傅立葉變換紅外光譜儀等現(xiàn)代分析技術(shù)對(duì)物理法、表面改性法制得的污泥炭進(jìn)行表征，經(jīng)過分析得出：污泥炭中主要是中孔和大孔結(jié)構(gòu)，鎳的化合物在污泥炭表面呈非晶態(tài)或無定形狀態(tài)，污泥炭表面的孔隙結(jié)構(gòu)及種類繁多的官能團(tuán)或物質(zhì)使其具有吸附能力和催化作用。
　　最后利用物理法及其表面改性制得的污泥炭對(duì)SO2的吸附性能進(jìn)行研

4、究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：Ni(NO3)2改性制得的污泥炭在其比表面積變化不大的情況下，脫硫性能得到了明顯改善，且其脫硫水平接近于商業(yè)炭。本文采用熱重分析、傅立葉變換紅外光譜分析的方法來研究污泥炭對(duì)SO2的吸附機(jī)理，結(jié)果表明污泥炭表面含有結(jié)構(gòu)復(fù)雜的多類官能團(tuán)及一些物質(zhì)，在脫硫過程中一部分參與了對(duì)SO2的吸附以及催化氧化反應(yīng)，還有一部分在吸附過程中轉(zhuǎn)變或分解成其它官能團(tuán)，而這些官能團(tuán)的存在可能使污泥炭的吸附能力及催化氧化作用增強(qiáng)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)及表征結(jié)