污泥基吸附劑的制備與應(yīng)用研究.pdf

1、隨著人口的急劇增長(zhǎng)和城市用水量的增加，城市污水污泥的產(chǎn)量也日益增加，合理處置產(chǎn)量巨大的污水污泥并盡可能避免其所帶來(lái)的危害引起公眾的廣泛關(guān)注。污泥處置的最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)減容化、穩(wěn)定化和無(wú)害化。
　　本文以城市污水處理廠產(chǎn)生的剩余污泥為原料，采用高溫?zé)峤馀c化學(xué)活化法將其制備為多孔含碳吸附材料。采用正交實(shí)驗(yàn)和單因素實(shí)驗(yàn)研究了污泥基吸附劑制備的相關(guān)影響因素，包括活化劑的濃度、活化劑與干污水污泥質(zhì)量比、熱解終溫、停留時(shí)間和酸洗步驟等。結(jié)果表明

2、，污泥基吸附劑制備的最佳條件是活化劑濃度3mol·L-1、質(zhì)量比1:1、熱解終溫650℃和停留時(shí)間30min。制得吸附劑的比表面積為270.08m2·g-1，總孔體積為0.27cm3·g-1，微孔體積為0.05cm3·g-1。
　　通過(guò)掃描電子顯微鏡（SEM）、比表面積分析、傅里葉紅外轉(zhuǎn)換光譜（FT-IR）、X射線衍射能譜（XRD）和X射線光電子能譜（XPS）等高級(jí)測(cè)試研究發(fā)現(xiàn)，熱解與化學(xué)活化使污泥基吸附劑表面形成了豐富的孔隙結(jié)構(gòu)

3、與多種化學(xué)官能團(tuán)。熱解終溫對(duì)污泥基吸附劑表面化學(xué)結(jié)構(gòu)影響很大，盡管不同熱解溫度制得的污泥基吸附劑具有相似的孔隙結(jié)構(gòu)，但熱解終溫越高，其表面碳元素含量越高，官能團(tuán)含量越低。污泥基吸附劑表面含氧官能團(tuán)是吸附活性位，其含量影響污泥基吸附劑表面化學(xué)結(jié)構(gòu)與吸附特性。此外，污泥基吸附劑中的重金屬砷、鎘、汞、鎳和銅在pH為1-12環(huán)境中幾乎未發(fā)生浸出；鉻、鉛和鋅浸出濃度小于最高允許值。故污泥基吸附劑在使用過(guò)程中對(duì)周圍水環(huán)境的危害基本可以忽略。

4、　　污泥基吸附劑對(duì)脂的去除率在pH為2-10的環(huán)境中很穩(wěn)定，去除率基本在85％以上，最高可達(dá)到96%。污泥基吸附劑劑量為4.0g·L-1時(shí)脂的去除率為97%，是粉末活性炭的1.15倍。污泥基吸附劑和粉末活性炭對(duì)脂的吸附可以較好的擬合Freundlich吸附模型，但對(duì)Langmuir吸附模型擬合較差。污泥基吸附劑對(duì)脂的吸附機(jī)理主要為污泥基吸附劑表面的含氧官能團(tuán)與有機(jī)物分子之間的反應(yīng)，還有污泥基吸附劑表面Si、Ca和Fe元素與有機(jī)物分子之間