污泥含碳吸附剂的制备及其在废水处理中的应用研究.pdf

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1、污泥含碳吸附剂的制备及其在废水处理中的应用研究聂培星徐建峰(陕西延长油田股份有限公司青化砭采油厂，陕西延安716003)摘要：本研究以污水厂产生的污泥为原料，采用微波辐照磷酸活化的方法制备污泥活性炭。分别考察了微波功率、辐照时间、投碳量对活性炭吸附性能的影响。借助扫描电镜孔结构分析和染料废水处理试验，对产品的性能进行了表征。结果表明：微波功率为480w，辐照时间为4min，污泥投加量为49时制取的活性炭吸附性能较好，碘吸附值为367．3ling·g～，对模拟染料废水脱色率为73．9％。关键词：磷酸；城市污泥；微波；吸附剂

2、污泥中除含有丰富的氮、磷、钾、有机质和植物生长所需的其它营养物质外，还含有一些难降解的有机物、病原菌、寄生虫卵及重金属等有害成分”1。未经处理的污泥进入环境后会对生态环境和人类活动构成严重的威胁。因此，充分利用污泥中的有用成分，变废为宝，既能带来环保效益，又能带来经济效益，是今后污泥处置的最终途径。微波热解技术是实现污泥资源化利用的重要手段”。1。不但能实现污泥减量化、无害化、资源化，解决污泥的二次污染问题，还可为污水厂创造了附加经济效益。因此污泥微波热解制备吸附剂的应用研究备受重视一。1。本实验将微波加热和磷酸活化法结

3、合起来，采用正交试验方法对污泥改制含碳吸附剂的工艺进行研究，期望在克服传统活性炭生产方法缺点的基础上为污泥的资源化利用找到更有效的途径。1实验部分1．1实验原料及药品主要原料为城市污水处理后的污泥。实验药品：磷酸(分析纯)，36％的HCl溶液，碘化钾(分析纯)，碘(分析纯)，可溶性淀粉(分析纯)，重铬酸钾(分析纯)等。1．2实验仪器(天津乐金电子电器有限公司)WD800(MG一5334SD)型微波炉，(天津市泰斯特仪器有限公司)101一OAB型电热鼓风干燥箱，(江苏江阴市粉碎设备有限公司)ZM80型粉碎机，(巩义市予华仪

4、器有限责任公司)SHZ-0(III)型循环水式真空泵，(上海良平仪器仪表有限公司)FA2004型电子天平等。2实验方法2．1制备吸附剂的工艺流程(图1)2．2吸附剂的制备方法将干污泥研磨、筛分。取筛分后的干污泥样品10克，室温下用一定浓度的磷酸充分浸泡，24小时后充分滤干。然后将浸渍后的污泥放入坩埚中，送入微波炉按一定的微波处理工艺进行微波处理。制得的污泥含碳吸附剂中带有大量的焦磷酸，用70℃以上的热水充分浸洗，再用蒸馏水充分洗涤，使其pH值大干5。将制备的产品放入烘箱中，120℃左右进行干燥。烘干后放入干燥器中进行冷却

5、，然后研磨所得的样品即为污泥含碳吸附剂。按国标GB／T12496．8—99中的方法测吸附剂的碘值。3结果与讨论3．1微波功率对吸附剂吸附性能的影响控制微波辐照时间为3．5min，磷酸浓度为25％，干污泥与磷酸溶液的重量比为l：5．o，考察不同微波功率对吸附剂性能的影响。结果见图2。-●：-。；二．-；。5‘El3。■et{：1{i*‘q图2微波功率对吸附性能的影响图3辐照时间对吸附性能的影响3．2微波辐照时间对吸附剂吸附性能的影响控制微波功率为480w，磷酸浓度为25％，干污泥与磷酸溶液的重量比为1：5．0，考察不同微波

6、辐照时间对吸附剂性能的影响。结果见图4。图1吸附剂制备的工艺流程2015年11月化J蓄卵f195350340330一之320骘o310＼掣300蓬290280270．亏，+H：。翠?图4污泥投加量对吸附性能的影响3．3污泥投加量对吸附剂吸响控制微波功率为480W，辐照时间为4min，研究不同浓度的磷酸溶液对吸附剂吸附性能的影响。结果见图4，3．4正交实验优化工艺以碘吸附值为评价目标，选取微波功率、辐照时间以及磷酸溶液浓度三个主要影响因素，按表1所示三因素和三水平安排L9(33)正交实验表2结果见表3。表1正交实验考察的因

7、素和水平水平因素A微波辐照功B辐照时问／,,inC污泥投加量／g率／wl3203．52480436404．5表2正交试验表L9(33)及结果实验序号ABC碘值／(mg／g)l1330．412l2361．913l3347．8642l2358．89523372．256231358．1373l3339．98832l338．04932353．583．4．1碘值极差分析从表3中可以得出，各因素对污泥含碳吸附剂的碘值的影响从大到小依次为：微波功率>投加量>辐照时间，相应的最优制备条件为A282C2，即微波辐照功率480W，辐照时间为

8、4min，投加量为49。表3以碘值为指标的的正交实验极差分析ABCI1040．191029．281026．57II1089．261072．201074．38Ill1031．601059．571060．10I／3346．73343．09342．1911／3363．09357．40358．13III／3343．87353