污泥活性炭的制备及其对苯酚的吸附特性研究

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1、学校代号10532学号S150300413分类号X703密级硕士学位论文污泥活性炭的制备及其对苯酚的吸附特性研究学位申请人姓名张亚迪培养单位环境科学与工程学院导师姓名及职称张盼月教授学科专业环境科学与工程研究方向水污染控制工程论文提交日期2018年5月20日学校代号：10532学号：S150300413密级：湖南大学硕士学位论文污泥活性炭的制备及其对苯酚的吸附特性研究学位申请人姓名：张亚迪导师姓名及职称：张盼月教授培养单位：环境科学与工程学院专业名称：环境科学与工程论文提交日期：2018年5月20日论文答辩日期：2018年6月03日答辩

2、委员会主席：黄丹莲教授PreparationofSludgeActivatedCarbonandAdsorptionPropertiesofPhenolonItByZhangyadiB.E.(Zhengzhouuniversityoflightindustry.)2015AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheEngineeringforthedegreeofMasterofEngineeringinEnvironmentScienceandengineeringintheGraduatesc

3、hoolofHunanUniversitySupervisorZhangpanyueJune,2018硕士学位论文湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或

4、机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１．保密□，在年解密后适用本授权书。2．不保密□。(请在以上相应方框内打”√”)作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日I污泥活性炭的制备及其对苯酚的吸附特性研究摘要随着城市化的发展和人民对生态环境要求的不断提高，城市污水处理厂大规模建设。污泥作为污水处理过程的副产物，产量随之大幅增加，如何避免其对生存环境的危害和它的合理处置引起了人们越来越

5、多的关注。将污泥制备成安全廉价的活性炭产品被认为是一种很有潜力的污泥处置方式，并取得了一定的成果。但是有关污泥活性炭的制备和应用仍然有待进一步的研究，如污泥活性炭的改性、新型化学药剂的开发利用以及污泥活性炭在实际应用的效率问题。本论文以城市污水处理厂剩余污泥为主要原料，添加25%的花生壳粉末作为增碳剂，采化学活化法，以FeCl3·6H2O作为新型活化剂制备污泥活性炭。通过正交试验和单因素实验优化了污泥活性炭制备的影响因素，得出最佳的制备条件为热解终温700℃、活化剂添加比为0.5、终温停留时间1.5h。制备出了一种孔隙结构发达的污泥活性

6、炭（FSPAC）BET表面积为780.56m2/g、总孔体积为0.859cm3/g、微孔体积0.293cm3/g。利用扫描电子显微镜（SEM）观测FSPAC，发现其孔隙结构发达，孔道清晰可见。热重分析仪（TGA）分析结果表明活化剂FeCl3·6H2O促进原料中有机质的深度分解，一定量铁盐活化剂的存在是制备出具有发达孔结构的污泥活性炭的重要因素。傅里叶红外光谱仪（FT-IR）分析结果表明FSPAC表面含有丰富的官能团，包括O-H、C-O、C=C和C=O基等，铁盐的存在对污泥活性炭的表面性质有一定的影响。FSPAC浸出液的重金属含量分析结果

7、表明在一定范围内FSPAC能够安全使用。污泥中的重金属经过热解后被有效钝化，变得不易被溶出。利用FSPAC吸附水中的苯酚，研究了FSPAC投加量和溶液pH对FSPAC吸附苯酚的影响。随着FSPAC投加量的增加，FSPAC对苯酚的吸附量减少，去除率增加，FSPAC的最合适投加量为1mg/L。在溶液pH4~9的范围内，FSPAC对苯酚的吸附量随着pH的增加略有增大，当溶液PH>9时吸附量呈下降趋势，碱性溶液环境不利于污泥活性炭对苯酚的吸附。吸附动力学结果表明FSPAC对苯酚的吸附符合准二阶动力学吸附方程，吸附体系中同时存在化学吸附和物理吸附

8、。吸附等温实验结果表明弗兰德里希等温方程能更好地描述活性炭对苯酚的吸附，对苯酚的吸附属于吸热反应。FSPAC对合成废水中苯酚的最大平衡吸附量达109.58mg/g，吸附效果好于文献中常见的污泥活性炭。关键词