污泥活性炭的制備及對(duì)甲苯吸附性能的研究.pdf

1、活性炭吸附法處理中低濃度的揮發(fā)性有機(jī)氣體是一種低能耗、工藝成熟,去除效率高的方法?；钚蕴客ǔＪ菑母鞣N有機(jī)含碳原材料中獲得,而污泥富含碳元素和有機(jī)物,通過熱解或化學(xué)活化法可轉(zhuǎn)化成活性炭,這種轉(zhuǎn)化不僅減少了污泥量,為城市污泥提供了一條環(huán)保出路,而且還獲得了成本低廉的吸附劑,實(shí)現(xiàn)污泥資源化利用,對(duì)含甲苯廢氣的吸附凈化實(shí)現(xiàn)了以廢治廢的目的。
　　本課題將污水處理廠的脫水污泥,直接與活化劑ZnCl2化學(xué)活化,研究浸漬質(zhì)量比、活化溫度和活化時(shí)

2、間等制備條件,借助碘吸附值,采用單因素和正交試驗(yàn)分析制備條件對(duì)吸附性能的影響。結(jié)果表明,制備污泥活性炭的最佳工藝條件為浸漬質(zhì)量比為5:5,活化溫度為550℃,活化時(shí)間為40min。制備工藝條件對(duì)污泥活性炭吸附能力影響程度依次為:活化溫度>浸漬質(zhì)量比>活化時(shí)間。
　　測(cè)試污泥制備前后重金屬含量發(fā)現(xiàn),在制備過程中重金屬含量減少,活化過程將可溶性的金屬離子轉(zhuǎn)化成金屬鹽類,達(dá)到穩(wěn)定的作用。其中Fe、Cu、Zn等含量較高,這些金屬有助于活性

3、炭發(fā)生催化反應(yīng),促進(jìn)污泥活性炭對(duì)有機(jī)廢氣的化學(xué)吸附作用。
　　通過添加適量鋸末(SAC-W)或椰殼(SAC-C)制備出不同污泥活性炭,其比表面積分別為450.3m2/g和539.4m2/g,比純污泥活性炭的比表面積增加了31.63％和57.67%。將污泥活性炭和選用的煤質(zhì)活性炭(CAC)用于甲苯動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn),研究不同活性炭的吸附性能。研究得出,在相同的甲苯初始濃度下,平衡吸附量大小順序?yàn)镾AC-C>CAC>SAC-W,污泥活性炭表

4、現(xiàn)較好的吸附性能。對(duì)污泥活性炭進(jìn)行孔結(jié)構(gòu)和官能團(tuán)分析,發(fā)現(xiàn)中孔和化學(xué)吸附作用對(duì)吸附量增加有一定貢獻(xiàn)。此外,污泥活性炭的吸附平衡與Langmuir方程擬合較好,相關(guān)系數(shù)R2為0.995。
　　研究了吸附劑床層高度、甲苯初始濃度、氣體線速等操作條件對(duì)甲苯吸附性能的影響,并建立了污泥活性炭吸附甲苯的傳質(zhì)模型,計(jì)算不同操作條件下的傳質(zhì)區(qū)長(zhǎng)度和物質(zhì)總傳質(zhì)系數(shù)。結(jié)果表明,當(dāng)床層高度從3cm增加到5cm,傳質(zhì)區(qū)長(zhǎng)度基本不變,物質(zhì)總傳質(zhì)系數(shù)增加了