活性炭污泥吸附剂的制备研究

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1、第24卷第4期环境化学Vol.24，No.42005年7月ENVIRONMENTALCHEMISTRYJuly2005!活性炭污泥吸附剂的制备研究!!余兰兰钟秦（南京理工大学化工学院，南京，210094）摘要以城市污水厂的剩余污泥为原料，采用不同活化方法制备活性炭吸附剂，并对影响活化产物吸附性能的因素进行了研究.结果表明，化学活化法制备的活性炭污泥吸附剂性能较好，其最佳制备条件为：-1活化剂ZnCl2与H2SO4的浓度均为5mol·l（ZnCl2与H2SO4的复配比例为211），活化温度550C，固液比-1112.5，活化时间21.活性炭污泥吸附剂的碘吸附值为488

2、.02mg·g，收率为86.6%，与商品颗粒活性炭2-1对比，活性炭污泥吸附剂的比表面积为144.47m·g，孔径分布比较宽，以过渡孔结构为主，电镜分析结果与之吻合，金属元素含量较高.关键词污泥，活性炭，吸附剂.城市污水处理过程中会产生大量的剩余污泥，目前，国内城市污水处理厂的污泥一般采用露天堆［1］放、运往垃圾填埋厂填埋、直接作农肥和花肥三种处理方法.由于生化处理污泥含炭较多，可通过化学途径将其制成价格低廉的吸附剂，国内外在利用污泥制取活性炭吸附剂方面做过一些基础性研［2—6］究.本文以生化处理的剩余污泥为原料，利用活化改性方法制备活性炭吸附剂.1实验部分1.1活

3、性炭污泥吸附剂的制备污泥为某城市污水厂生化法处理生活废水产生的剩余污泥.在不锈钢加热管中装填干污泥约-130g，置于SK-2-10高温管式电阻炉中热解，利用氮气隔绝空气（氮气流量约为500ml·min），加热-1速率控制5C·min.-1物理活化法取干污泥（烘241后）于550C炭化21，通入水蒸气（流量约为200ml·min），温度保持在550C，活化21，产物烘241.化学活化法取干污泥按一定比例加入活化剂溶液，静置241，烘241，处理后的污泥进行热解.-1产物用3mol·lHCl和70C去离子水漂洗，烘241.物理化学活化法取化学活化产物，同时通入氮气与水蒸

4、气，于550C活化21，产物烘241.1.2分析方法污泥含水率和灰份的测定分别依据GB7702.1-1997和GB7702.15-1997；活性炭污泥吸附剂碘值的测定依据GB7702.7-1997；收率利用重量法计算（产物与干污泥重量比值）；另外，采用COUL-TER3100比表面积分析仪、LEO1530扫描电子显微镜、AA320CRT原子吸收分光光度计对吸附性能进行测定.2结果与讨论2.1不同活化方法制备的活性炭污泥吸附剂的性质剩余污泥的含水率为93.00%，灰份含量为50.68%.采用不同活化方法制备的活性炭污泥吸附剂其碘值及收率如表1所示.由表1可知，化学活化

5、法制备的吸附剂碘值最高，性能最好.为了发挥2004年10月23日收稿.!江苏省建设厅科技计划项目（JS200310）.!!联系人.402环境化学24卷-1化学试剂的协同活化作用，将活化效果较好的5moI·IZnCI2溶液与相同浓度的H2SO4溶液复配作为活化剂，不同比例的复配活化剂制备的吸附剂性质见表2.由表2可知，ZnCI2与H2SO4复配活化剂制备的吸附剂性能较好，二者的最佳复配比例为211.表1活化方法的对比Table1Contrastofdifferentactivations方法炭化物理活化化学活化物理化学活化商品颗粒活性炭-15.5013.15332.0

6、9277.81473.16碘吸附值/mg·g收率/50.550.451.153.8—-1注：化学活化所用活化剂ZnCI2溶液浓度：5moI·I；温度：550C；固液比：112.5；活化时间：21.表2不同比例复配的活化剂对比Table2ContrastofdifferentratiosofcompIeXactivatorZnCI21H2SO4!"1"311211111112113-1309.60488.02296.30238.96188.28碘吸附值/mg·g收率/88.186.676.972.468.62.2活化温度的影响-1在活化剂浓度均为5moI·I，ZnCI

7、2与H2SO4复配比例为211，固液比为112.5，活化时间为21的条件下，活化温度的影响如图1所示.由图1可知，温度对活化产物的性能影响较大，最佳活化温度为550C.2.3活化剂浓度的影响在活化温度为550C，ZnCI2与H2SO4复配比例为211，固液比为112.5，活化时间为21的条件下，活化剂浓度的影响如图2所示.由图2可知，活化剂浓度的影响也较大，随着活化剂浓度的增-1-1加，活化产物的碘值及收率均增加，至ZnCI2浓度为7moI·I时趋于平稳，ZnCI2浓度为5moI·I制备的吸附剂性能最好.图1活化温度的影响图2活化剂浓度的影响Fig.1Effec