重金屬污水處理用污泥陶粒的制備及沸石化改性.pdf

1、本研究以污水處理過程中產(chǎn)生的污泥為主要原料，添加粉煤灰作為輔料來燒制多孔陶粒，并對陶粒進(jìn)行沸石化處理，再用于處理含重金屬元素的污水，從而達(dá)到“以廢治廢”的目的。
　　主要研究結(jié)果如下：
　?。?）對制備陶粒所采用的污泥等原料進(jìn)行了化學(xué)成份分析、TG-DTA、XRD分析。以吸水率、氣孔率和體積密度為衡量標(biāo)準(zhǔn)，篩選出制備陶粒的最佳原料配比為：污泥：粉煤灰：長石：煤粉=5:3:1:1，優(yōu)化的工藝條件為：預(yù)熱溫度550℃，預(yù)熱時(shí)間2

2、0min，燒結(jié)溫度1050℃，保溫時(shí)間60min，升溫速率9℃/min。最佳條件下陶粒的吸水率為85.43％，氣孔率為89.26%，體積密度為0.642g/cm3。
　?。?）在上述研究基礎(chǔ)上，通過堿水熱反應(yīng)對陶粒進(jìn)行了沸石化處理，從而進(jìn)一步優(yōu)化了孔結(jié)構(gòu)，提高了吸附性能。在陶粒燒結(jié)過程中，理論上高溫相變可以顯著提高反應(yīng)活性，這是合成沸石陶粒的基礎(chǔ)。通過堿濃度、水熱溫度等對合成沸石陶粒條件的改變，對合成沸石陶粒通過SEM進(jìn)行形貌分析

3、，確定反應(yīng)條件為：堿濃度3~4 mol，反應(yīng)溫度160℃。XRD、SEM、FTIR等分析表明在陶粒中形成了沸石結(jié)構(gòu)，復(fù)合孔結(jié)構(gòu)使比表面積顯著增加。
　?。?）通過重金屬浸出毒性檢測實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，陶粒和沸石化陶粒的浸出液中各種重金屬元素的濃度均大大低于國家規(guī)定的浸出液最高允許濃度。針對焦作市污水廠含有（鋇(Ba)、鈷(Co)、鎳(Ni)、硒(Se)、鍶(Sr)、銅(Cu)、錳(Mn)）等重金屬元素污水進(jìn)行了吸附處理實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果顯示去除

4、率都在99%以上，因此本研究研發(fā)的沸石化陶粒處理重金屬污水是安全有效的。
　?。?）研究了吸附時(shí)間、溶液 pH、吸附劑投入量、鎳離子初始濃度對含鎳離子污水去除率的影響。結(jié)果表明：在0~2h內(nèi)，鎳離子吸附速率迅速升高，在2h時(shí)去除率達(dá)87.12%，隨著吸附時(shí)間的增加，吸附速率有所減慢并呈穩(wěn)定狀態(tài)；鎳離子去除率會(huì)隨鎳離子初始濃度的增加而降低，當(dāng)初始濃度小于300mg/L時(shí)，去除率基本上能達(dá)到100%；當(dāng)溶液pH為4-10時(shí)，沸石陶粒的