污泥活性炭吸附剂材料的制备及其在废水处理中的应用

【摘要】： 城市污水处理厂在处理污水的同时会产生大量的污泥,污泥中含有大量的有机物和有害物,其性质很不稳定,易腐化,而且还含有的病原微生物、寄生虫卵等,易对环境造成污染。因此,必须对其进行适当的安全处理处置。污泥资源化利用由于可以充分利用污泥中的有用成分,变废为宝,产生了较好的环保效益和经济效益,已成为当前污泥安全处理处置的热点之一。本课题以城市污水生物法处理过程中产生的污泥为原料,针对传统污泥处理处置及其资源化等利用过程中的缺点和不足,在前期实验的基础上,分析传统活性炭制备工艺,以及污泥制活性炭传统方法的基础上,改进污泥活性炭制备原料,简化制备工艺,降低了制备成本,并进一步提高了污泥活性炭的性能。 依据前期实验和国内外相关文献报道,选择干污泥化学活化工艺制备污泥活性炭,以3mol/LZnCl_2为活化剂,在氮气环境中,以20℃/min的升温速率升温至600℃下炭化2h,以比表面积和碘的吸附量作为衡量活性炭产品性能的表征。探讨上海闵行污水处理厂污泥制备活性炭可行性。实验结果表明,该污泥制备活性炭是切实可行的。以二沉池活性污泥为原料,制得的产品碘值为772.43mg/g,比表面积为617.87 m~2/g,孔体积为0.37cm~3/g,微孔体积为0.18 cm~3/g,平均孔径2.3nm,重金属含量合格。并对活化剂在污泥制备活性炭材料中的作用也通过热重分析进行了研究,研究结果表明,氯化锌对污泥原料中的有机质起润胀、胶溶以至溶解的作用,药液渗透到原料的内部,溶解有机质成分而形成孔隙,使原料中的氢、氧原子以水的形式分离出来,使更多的碳保留在原料中,提高了多孔吸附材料的产率。并进一步将活性炭产品材料应用垃