污泥制备活性炭及其应用研究报告
污水处理厂污泥制备生物炭及应用的研究进展

2016 年 第 35 卷 增 刊 2 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS
檿檿檿檿檿檿檿檿殨
综述与专论
· 363 ·
檿檿殨
檿檿殨
檿檿檿檿檿檿檿檿殨
污水处理厂污泥制备生物炭及应用的研究进展
翟世民1,2 ,柳荣展2 ,郭雪松1 ,肖本益1
Researches progress and application development of sewage sludge biochar
ZHAI Shimin1,2,LIU Rongzhan2,GUO Xuesong1,XIAO Benyi1
(1 Research Center for Eco-Environmental Science,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100085,China; 2School of Textile and Apparel,Qingdao University,Qingdao 266071,Shandong,China)
随着我国城市化进程的发展,城市生活污水的 排放量日 益 增 多, 污 水 处 理 过 程 产 生 了 大 量 的 污 泥,据统计,2015 年 城 镇 污 水 处 理 厂 污 泥 产 量 为 3359万吨 (以含 水 率 80% 计), 预 测 2020 年 污 泥 产量将突破 年 6000 万 吨 , [1] 污 泥 处 置 成 本 可 占 污 水处理厂总 投 资 的 30% ~50%, 污 泥 处 理 处 置 已 经成为目前污水处理厂面临的严峻问题。
Abstract:The technique of biochar preparation from sewage sludge is one of the most important ways for sludge recycling.Its advantages include low cost,simple method,and so on.In order to promote the development and application of the technique,this essay briefly summarized the present research statue from three aspects: preparation methods,influence factors and application fields.The merits and demerits of different preparation methods were discussed.The effects of different factors on yield,specific surface area,pore size and distribution of sludge biocar were discussed in detail.The application of sludge biochar in the fields of environment and agriculture are summarized.The existing problems of sludge biochar,such as low yield, precipitation of heavy metals and difference of production batches,were pointed out.At last,the future developments of sludge biochar were predicted. Key words:sludge;adsorbents;biochar;waste treatment;preparation;resource recovery
活性炭制备工艺及其应用研究

活性炭制备工艺及其应用研究随着科技的发展和全球对环境问题的关注日益增加,人们对于净化水,空气等资源的需求也逐渐上升。
而活性炭作为一种可以去除有害物质的吸附材料,已经成为环境净化领域中的重要材料。
但是,想要制备高质量的活性炭并不是一件易事。
本文将围绕活性炭制备工艺及其应用展开研究。
一、活性炭制备工艺1. 碳化碳化作为活性炭制备的第一步,可以使用多种材料进行实现。
其中以木材、桦木、杏木、草本植物和花木等天然植物为碳化原料更为常见。
碳化的目的在于将原料中的无机物和有机物热解成基本单元碳,使活性炭的质量和吸附能力得到提升。
2. 活化活化是活性炭制备的关键步骤。
目前常见的活化方式有物理活化和化学活化两种。
物理活化通常需要高温条件和一定的氧化剂,作用是将碳中的孔隙扩大,增强其比表面积和吸附能力;化学活化则是利用化学药剂溶解碳中的无定形物质,加速孔洞的扩展,并增强表面亲和力和催化活性。
化学活化与物理活化相比,制备时间更短,吸附能力更强,但成本也更高。
3. 热处理热处理是活性炭制备过程中的最后一步,其作用是去除残留的有害物质和充分激活活性炭的性能。
热处理温度一般在400-900℃之间,时间也有所不同。
过高的热处理温度不仅会降低活性炭的孔隙度和比表面积,也会影响其物理化学特性和吸附能力。
二、活性炭的应用研究随着科学技术的发展,活性炭的应用范围也逐渐扩大。
从最初的净化水源到如今的化学催化、电化学催化、药物吸附等诸多领域都有广泛的运用。
1. 电化学催化在电化学领域,活性炭作为催化材料在电极表面广泛应用。
因其丰富的孔结构和高度的比表面积,可以提高电化学反应微观反应速率,增加电极表面的有效质量输运,提高催化效率。
同时,活性炭还具有良好的导电性和化学稳定性,使得其在电化学分析、电解水、电池等领域也得到了广泛应用。
2. 催化剂载体活性炭可以成为非常优良的催化剂载体,可以载入各种催化剂,如金属、氧化物等。
在催化反应中,活性炭可以提供丰富的活性中心和与反应物的相互作用,从而增强反应的选择性和反应效率,并且降低催化剂的使用量和成本。
水蒸气法制备污泥质活性炭的实验研究

污 泥填 埋对 于 污泥 的 土力 学性 质 要求 较 高, 址 选
收 稿 日期 :2 1— 80 0 10 —3 “ 7 ”项 目(0 1 B 0 552 1C 7 20 ) 家 93 2 1C 2 10 , 0 B 3 26; 0 ] [
困难 ; 色农 业 的发 展 以及 公众 环保 意 识 的提 高 基 金 项 目 :国家 绿
p r e to a u tt h l d e T e L g i a s r t n i t e d la d q a i e o d o d rr a t n mo e a e c n fs wd s o t e su g . h a mu r d o p i s h r mo e n u s- c n - r e e c i d lc n n o o m s o d s rb e me h ln l e a s r t n p o e s a d a s r t n e u l ru o c i ae a b n i h l d e b l c , e c ie t t y e e b u d o i r c s n d o i q i b im n a t td c o n t e su g a a e h p o p o i v r n
活性炭在污水处理中的应用研究

活性炭在污水处理中的应用研究随着人类对环境保护意识的增强,各种污染物的治理和处理也逐渐成为了人们所关注的重要问题之一。
其中,污水处理作为一项关乎人类健康和环境质量的工作,越来越受到了各界的关注。
而在众多污水处理技术中,活性炭作为一种广泛应用的吸附剂,在污水处理中具有独特的应用价值。
一、活性炭的概述活性炭,即活性炭剂,是某些碳质材料的统称,具有广泛的吸附特性。
而其吸附性能的特殊之处在于具有高效、快速、无毒污染等多种优越性能。
其制作原料通常为煤、木材、果壳等,制作工艺则采用炭化、氧化、碳化等技术。
在制作过程中可以调整物料的含碳量、炭化温度、热处理条件等,对其吸附性能进行调控。
二、活性炭在污水处理中的应用研究1. 污水中有机物的吸附作为一种多孔材料,活性炭具有高度的孔隙度和比表面积,因而对污水中的有机物具有极强的吸附能力。
事实上,活性炭在污水处理中的主要应用就是用于有机物的吸附和去除。
在实际应用中,一般采用脱水处理、离子交换等方法进行预处理,以提高吸附效果和吸附速率。
2. 污水中重金属的吸附除了有机物外,污水中的重金属离子也是一种需要进行处理和去除的污染物。
而传统的处理方法如沉淀法、离子交换法等往往需要大量的化学药剂和复杂的设备,难以实现高效、低成本的处理。
相比之下,活性炭在去除污水中重金属的效果上则相当出色。
其对于高浓度、难分解的污染物也具有很好的解决能力。
三、活性炭在污水处理中的优势与局限性1. 优势与传统的污水处理技术相比,活性炭在吸附速度、吸附量、稳定性等方面都具有独特的优势。
首先,其吸附效率高,能够长期保持稳定的吸附性能。
其次,其制造成本相对较低,处理成本较低,适应各种水质不同的环境。
最后,其安全性高,没有毒害性,对环境无污染。
2. 局限性活性炭在污水处理中的应用也存在一些局限性。
首先,其最大的弱点就是吸附容量有限,在吸附过一段时间后需要更换或再生。
其次,需要定期清洗和维护,不然活性炭等吸附剂会因为许多原因而失去活性,从而影响处理效果。
活性炭的合成及其应用研究

活性炭的合成及其应用研究活性炭是一种广泛应用于环境治理和工业生产中的材料,它由于具有大比表面积、高吸附性能、化学稳定性好和再生能力强等优良特性,受到大量关注。
本文将从合成方法及其应用方面较为详细地探讨活性炭的研究现状。
一、活性炭的合成方法1. 化学方法通过化学反应,将含有活性炭前驱体的化合物送到高温环境中的反应法被称为化学法。
该方法的优点是可以进行简单而增量化的实验,以得到目标活性炭。
但同时,该方法容易出现非均相反应,导致产物的分布不均匀。
常见的化学方法包括:一氧化碳气相反应(CO2)基于燃烧的活性炭制备法2. 物理方法物理法是通过高温下将含有活性炭前驱体的物质热解成活性炭的方法。
常见的物理方法包括:气相活性碳的制备法干法活性炭制备法3. 生物法生物法主要是以一些天然有机物(如硝酸等)为原料,通过微生物作用发酵的一种制备活性炭方法。
这种方法节约能源,低污染但时间相对较长,且容易出现非均相反应。
常见的生物法包括:菇类材料发酵活性炭制备法活性呋喃制活性炭法二、活性炭的应用领域1. 水处理领域由于活性炭具有出色的吸附能力,使其在水处理过程中得到广泛应用。
例如,将生产中的废水经过一定处理后布置活性炭吸附器进行吸附处理,可有效去除废水中的污染物,达到绿色净化的目的。
2. 空气治理领域随着工业化,现代社会中污染物不断增加。
空气污染已成为全球公共卫生问题。
活性炭因其高效吸附特性,在空气治理领域得到了广泛应用。
例如,利用活性炭吸附装置,可以过滤气态有害物,并净化空气,确保城市空气质量。
3. 医药领域活性炭在医学领域的应用也非常广泛。
例如,活性炭作为一种具有吸附能力的材料,被用作制作止泻混悬液、解毒剂等药品。
此外,活性炭还常被用于治疗肝病、肠胃病等疾病。
4. 食品加工领域作为一种常用的加工材料,活性炭被广泛应用于食品加工过程中。
例如,在葡萄酒、啤酒等酒类产品的生产过程中,通过活性炭过滤,去除其中的色素、氨基酸等成分,提高成品的质量和口感。
活性炭可行性研究报告

活性炭可行性研究报告一、研究背景活性炭是一种具有高度的孔隙结构和吸附能力的多孔性碳材料,广泛用于空气净化、水处理、工业废气脱附、食品饮料精制等领域。
随着环境污染问题的日益突出,活性炭在净化环境和改善生活质量方面发挥着越来越重要的作用。
因此,对活性炭的可行性进行深入研究,有利于提高其利用效率,推动环境保护和资源利用的可持续发展。
二、研究目的本研究旨在探讨活性炭在不同领域的应用可行性,评估其在环境污染治理、工业生产和生活领域的推广和应用潜力,为活性炭的生产、改性和利用提供技术支持和决策参考。
三、研究方法1. 文献综述:对活性炭的制备方法、性能特点、应用领域及研究进展进行综述,获取最新的研究成果和技术进展。
2. 试验研究:通过实验室试验和现场调研,对活性炭的吸附性能、再生利用、材料改性等方面进行深入研究,获取活性炭在不同环境下的应用效果和经济效益数据。
3. 综合评价:综合考虑各种因素,对活性炭在环境治理、工业生产和生活领域的可行性进行评价分析,提出发展建议和决策支持。
四、研究内容1. 活性炭的制备方法和性能特点2. 活性炭在环境治理中的应用可行性研究2.1 大气污染治理2.2 水污染治理2.3 土壤污染治理3. 活性炭在工业生产中的应用可行性研究3.1 工业废气处理3.2 工业废水处理3.3 催化剂载体4. 活性炭在生活领域的应用可行性研究4.1 家用净水器4.2 空气净化器4.3 饮品精制5. 活性炭材料改性及再生利用研究五、研究结果1. 活性炭在环境治理中的应用可行性研究结果表明,活性炭在大气、水、土壤污染治理中均具有良好的应用前景,吸附效果显著。
2. 活性炭在工业生产中的应用可行性研究结果表明,活性炭在工业废气处理、废水处理和催化剂载体方面具有广阔的应用前景,可有效改善环境质量和降低生产成本。
3. 活性炭在生活领域的应用可行性研究结果表明,活性炭在家用净水器、空气净化器和饮品精制方面具有显著的净化效果和生活改善作用。
Y利用活性污泥制造活性炭的研究

利用活性污泥制造活性炭的研究α万洪云(四川省乐山市环境科学研究所,四川乐山 614000)摘 要:论述了利用在活性污泥法处理废水过程中产生的好氧污泥和厌氧污泥制造活性炭的过程,选择出最佳的制作条件,并进一步测试了产品的性能。
实验结果表明,利用剩余活性污泥制造活性炭这一方法是可行的,并且在最佳条件下制成的活性炭的吸附性能比较令人满意。
关键词:活性污泥;好氧污泥;厌氧污泥;活性炭;吸附中图分类号:X 830 文献标识码:B 文章编号:100721504(2000)0420202205Study on Proudc i ng Activated Carbon with Activated SludgeW an Hongyun (L eshan Environm ental p ro tecti on R esearch Institute ,L eshan Sichuan 614000)Abstract :In th is thesis ,the p roducti on p rocess of activated carbon is studied .T he best conditi on of p roducti on is selected and the p roducts are characterized .T he results reveal that it is feasible to p roduce activated carbon by using discarded aerobic sludge and anaerobic sludge ,and the abso rp ti on p roperty of activated carbon p roduced in the best conditi on is satisfacto ry .Key words :A ctivated sludge ;A erobic sludge ;A naerobic Sludge ;A ctivated carbon ;A bso rp ti on活性污泥法是作为一种城市污水、有机工业废水的高级处理技术发展起来的较有效的生物处理方法。
污泥活性炭制备及应用

污泥活性炭制备及应用污泥活性炭制备及应用污泥是污水处理过程中产生的含有有机物和无机物的混合废物。
传统的处理方式往往是将污泥直接填埋或者焚烧,但这些方法都存在一定的环境问题和资源浪费。
因此,开发和应用污泥资源化利用技术变得尤为重要。
其中,污泥活性炭制备及应用就是一种相对较新的技术,具有很高的潜力。
污泥活性炭是一种具有丰富孔结构和大比表面积的碳材料。
通过一系列的处理工艺,例如碳化、激活等,可以将污泥转化为具有吸附、脱色、脱臭等功能的活性炭。
污泥活性炭的制备方法主要包括物理法、化学法和物化法。
在物理法中,首先对污泥进行干燥处理,然后进行碳化,得到初步的活性炭。
接着,通过物理激活(如高温蒸汽激活)或物化激活(如化学物质添加)使其孔洞结构进一步发展,从而提高活性炭的吸附能力和性能。
在化学法中,污泥经过碳化预处理后,使用化学氧化剂(如盐酸、磷酸、硫酸等)对其进行化学激活,以增加活性炭的孔隙度和表面积。
物化法是物理法和化学法的综合应用。
首先,利用物理碳化完成污泥的初步转化,然后使用化学氧化剂和物理激活剂进行综合激活,进一步优化活性炭的结构和性能。
污泥活性炭制备技术的成功应用不仅可以解决污泥去除的难题,还可以实现污泥资源化利用,发挥有效的环境修复作用。
目前,污泥活性炭已经在多个领域得到了广泛应用。
首先,污泥活性炭可以用于水处理领域,用于去除水中的有机物、重金属和色素等有害物质。
其次,污泥活性炭还可以用于空气净化,吸附空气中的有机气体和异味,净化室内外空气质量。
另外,污泥活性炭还可以用于土壤修复,吸附土壤中的污染物,改善土壤质量。
此外,污泥活性炭还可以用于储能材料、电池电极等领域。
污泥活性炭的制备及应用存在一些挑战。
首先,制备过程中的污泥性质和处理工艺对活性炭的性能产生很大影响,因此需要进一步研究和优化。
其次,活性炭的价格相对较高,限制了其在一些领域的应用。
另外,炭化和激活工艺对环境的影响也需要进一步评估和控制。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
科技大学高新学院结课论文科目:化工安全:泽根学号:1204060229班级:安单1201污泥制备活性炭及其应用研究[摘要]国污水处理事业的迅猛发展使得城市污水污泥数量与日俱增。
若污泥处理处置不当,必将造成严重的二次污染。
因此必须高度重视污水污泥的科学处理处置问题。
分析污泥的来源与组分,对污泥制备活性炭的国外研究现状及实际应用进行研究,提出了污泥制备活性炭目前存在的问题。
近年来,活性炭在环境保护领域的应用越来越广泛,吸附工艺也越来越成熟,同时活性炭的需求量也越来越大。
我国是活性炭生产大国,1997年活性炭产量仅次于美国,位居世界第二。
但是我国的活性炭质量一直都比较低,并且以煤和木材为原材料的话活性炭加工工艺对环境破坏非常大。
而城市污水处理厂大规模兴起和生物处理发的迅速发展,必将产生大量活性污泥。
作为污水处理的副产物,城市污泥是一类特殊的固体废物,其产生量大,成分复杂,由胶体、无机颗粒、有机残片、细菌菌体等组成,是组成非常复杂的非均质体,含有60%~80%的有机物,被世界水环境组织命名为“生物固体”,表明了污泥具有资源化的潜质。
将污泥制成活性炭是很有发展前景的污泥资源化的处置方式之一,它在保证了污泥不会造成二次污染的基础之上,还能制得活性炭吸附材料。
1污泥的来源与组分从元素的角度来讲,污泥中的有机物主要包含碳(C)、氢(H)、氧(0)、氮(N)、硫(S)、氯(C l)等六种元素。
从化学组成的角度来讲,污泥中的有机物组成包含毒性有机物、有机生物质和有机官能团化合物和微生物。
污水处理厂的剩余活性污泥的主要组成成分为有机物,粗蛋白质大概占60%~70%,碳水化合物大约占25%左右,其无机灰分的含量仅为5%左右。
2污泥制备活性炭的国外研究现状污泥基活性炭的活化方法主要有物理活化、化学活化和化学-物理联合活化等。
2.1物理活化法物理活化法主要包括直接热解法和气体活化法。
2.1.1直接热解法直接热解法是指在氮气气氛的保护作用下,将污泥置于电阻炉中,将污泥加热至热解温度后保持恒温一段时间,再经后续处理得到粉末状污泥基吸附剂。
F a n等利用X X市污水处理厂产生的厌氧消化污泥为原材料,用氮气作保护气,以15℃/m i n的升温速率升至500℃,并在此温度下直接热解3h,制得的污泥基活性炭主要以中孔和大孔为主。
新加坡学者L u等采用直接热解法制备污泥基吸附剂,由研究可以得出,在较低的温度围,随着热解温度的升高与停留时间的延长,污泥基吸附剂的比表面积也呈现出逐渐增加的趋势;当温度在550~650℃之间时,随着热解温度的升高,其比表面积却呈现出了下降的趋势;当热解温度超过850℃以后,比表面积逐渐减小。
2.1.2气体活化法气体活化法制备污泥基活性炭是指先对污水污泥直接进行高温热解,然后利用水蒸汽、C O2、O2等活化气体,在600~1200℃下对碳进行弱的氧化作用,疏通材料的孔径,使其发生造孔与扩孔的现象,进而形成碳基吸附剂的多孔微晶结构。
有研究结果表明,热解温度、热解时间和气体流量会影响污泥基吸附剂的孔径分布,改变活化气体中C O2与H2O比例可以控制吸附剂的孔径分布。
J i n d a r o m等利用污泥制备活性炭吸附材料,采用二氧化碳气体作为保护气体,于750℃下活化30m i n,升温速率为20℃/m i n,制得的污泥基活性炭的比表面积为61m2/g。
Mén d e z等利用污水处理厂产生的厌氧与好氧消化污泥作为原材料,采用气体活化法制备污泥基活性炭。
在隔绝空气的条件下采用氮气作为保护气,在450℃下热解1h,制得的污泥基活性炭的比表面积分别为16m2/g和81m2/g。
为了进一步提高污泥基活性炭的吸附性能,在N2和O2的混合气流下,以10℃/m i n的升温速率升温至275℃,并在此温度下活化4h,其中,O2与N2的体积比为1:29,流量为150m L/m i n。
碳化-气体活化后的污泥基活性炭的比表面积分别增加至102m2/g和105m2/g。
由此实验结果可以得出,气体活化法可以显著的提高两种污泥基活性炭的比表面积值,其中对于厌氧消化污泥制备的污泥基活性炭吸附性能的提高效果更为显著。
2.2化学活化法化学活化法对于制备高比表面积污泥基吸附剂具有显著优势,目前采用的化学活化剂主要有H2S O4、H3P O4、Z n C l2、N a O H和K O H 等。
在污泥的热解工艺中,由于污水污泥的来源和特性不同,活化剂的选择显得非常重要,选择出合适的化学活化剂不仅可以提高污泥基吸附剂的产率与碳含量,还可以缩短制备过程中的活化时间,更可以大幅度的提高污泥基吸附剂的吸附性能。
2.2.1硫酸活化法目前,国外大多数的采用硫酸作为活化剂制备污泥基吸附剂研究均采用先将污泥在各种不同浓度的H2S O4溶液中浸渍24~48h,然后在N2氛围下热解一定时间,热解温度对制得的污泥基吸附剂的比表面积会产生一定的影响。
B a g r e e v等采用肥料厂产生的含水率为5%的污泥作为原材料,于300℃下制备的污泥基吸附剂比表面积值很低,仅为26m2/g;当活化温度增加到600℃时,污泥基吸附剂的比表面积有了明显的提高,由原来的26m2/g增加到了170m2/g。
Z h a n g等利用有机污泥制备污泥基吸附剂,当热解温度为650℃、热解时间为60m i n时,实验测得污泥基吸附剂的比表面积为408m2/g,为直接热解法制备的污泥基吸附剂的2.97倍。
由二者的对比可以得出,污水污泥的来源和特性对于污泥基吸附剂的比表面积有很大的影响,采用H2S O4作为化学活化法制得的污泥基吸附剂吸附性能明显优于直接热解法和气体活化法。
2.2.2氯化锌活化法采用Z n C l2作为化学活化剂制备污泥基吸附剂是目前国外研究常采用的方法之一。
在高温热解活化过程中,Z n C l2主要起润涨、脱水以及缩合的作用,对纤维素的降解产生促进作用,避免热解过程中焦油的产生以提高吸附剂含碳量,从而制备具有孔隙结构发达的吸附剂。
当Z n C l2浓度较小时,污泥基吸附剂主要孔隙结构是微孔,随着氯化锌浓度的增大,微孔逐渐转变为中孔。
过长的浸渍时间和过大的浸渍浓度会导致微孔变成中孔甚至形成大孔。
有研究表明,较高的氯化锌浓度可以提高污泥基吸附剂的产率。
采用氯化锌作为化学活化剂可以制得比表面积较高的污泥基吸附剂。
Z n C l2对污泥的化学活化作用很明显,是一种效果很好的化学活化剂。
制得的污泥基吸附剂中含有的氯化锌晶体可以通过酸洗和水洗去除。
2.2.3磷酸活化法磷酸作为活化剂时,在活化过程中同时起到脱水和酸催化的作用。
采用H3P O4作为化学活化剂,活化温度650℃下制得的污泥基吸附剂的比表面积为289m2/g。
但是,磷酸具有很强的腐蚀性,会严重的腐蚀设备,因此限制了它在工业化生产中的应用,而且,采用磷酸作为化学活化剂时,所采用的污泥的化学成分有一定的限制。
2.2.4氢氧化钾活化法K O H作为活化剂时,在氧化反应中其自身具有一定的催化作用。
有研究表明,在采用“碳化-浸渍活化”两段法制备污泥基吸附剂的过程中,采用K O H作为化学活化剂时,污泥基吸附剂的比表面积较高。
一般认为,K O H 的活化原理为:4K O H+C→K2C O3+K2O+2H2R ód e n a s等采用“碳化-浸渍活化”两段法制备污泥基吸附剂,其比表面积为1900m2/g。
其中,碳化阶段制得的污泥基吸附剂的比表面积为7m2/g,而经过K O H活化后制得的污泥基吸附剂的比表面积增加了大约270倍。
由此可以得出,K O H作为化学活化剂制备的污泥基吸附剂的比表面积较高,其造孔效果明显。
黄正宏等采用K O H作为化学活化剂制备粘胶基活性炭纤维,实验结果表明:试验中所采用的两种活化方法制备的粘胶基活性炭纤维均以微孔为主,但是,K O H活化制得的粘胶基活性炭纤维的孔径分布不同于其他方法制备的粘胶基活性炭纤维,具有更窄的孔径分布。
总之,不同的化学活化剂在活性炭吸附材料的制备过程中所起的作用是不同的。
目前,H2S O4、Z n C l2应用的最多,H3P O4和K O H应用的相对少一些。
2.3化学物理联合活化法化学-物理联合活化法是指将化学活化法与物理活化法有效地结合起来,通过调整活化气体流量以及污泥与活化剂的质量比来获得满意的污泥基活性炭。
由化学活化法制备的活性炭以微孔为主,由物理活化法制备的活性炭主要是多孔微晶结构,由化学-物理联合活化法制备的污泥基活性炭以中孔为主,比表面积大,而且表面形成了特殊化学官能团。
3污泥基活性炭的实际应用污泥基活性炭的吸附性能良好,但是由于污泥基活性炭中含有重金属以及其比表面积的限制,目前主要应用于环境污染控制领域,主要集中在废水和废气的治理方面。
3.1在废水处理中的应用目前,污泥基活性炭在废水处理方面的应用主要包括以下几个方面:吸附废水中的重金属离子,吸附废水中的染料,吸附苯酚或苯酚类化合物,在“活性污泥―活性炭粉末”处理工艺中的应用,吸附其他污染物,如C O D、苯甲酸、四氯化碳等。
在利用污泥基活性炭吸附废水中的各种污染物时,不仅要考虑污泥基活性炭的孔径结构和比表面积,同时还要考虑其表面官能团的化学作用。
方平等采用Z n C l2作为化学活化剂对污泥进行高温热解制备污泥基活性炭,并将其应用于废水中P b2+的去除。
O t e r o等利用污泥制备活性炭,并对此活性炭去除有机废水中水晶紫(C16H8N2O8S2)、靛青红(C25H30C l N3)和苯酚等三种污染物的效果进行了研究。
还有研究将污泥基吸附剂应用于废水中苯酚的去除,实验结果表明,当苯酚的浓度在100m g/L~2000m g/L围,吸附剂的质量浓度为0.5%,温度为25℃时,苯酚的平衡吸附容量为55m g/g,吸附平衡时间为4h。
3.2污泥基活性炭在废气处理中的应用目前,污泥基活性炭在废气处理中主要应用于恶臭气体H2S、二氧化硫等气体的去除。
污泥基活性炭吸附去除H2S的主要机理为污泥基活性炭表面附着的一些金属氧化物对于H2S转化为S单质的催化氧化作用,主要与污泥基活性炭表面的空隙结构和污泥基活性炭表面催化剂的分布、位置及其与活性炭的结合方式有关,其中污泥基活性炭表面的空隙结构决定了反应产物固态硫的存储和转移,后者则决定了催化反应发生的程度。
中孔结构较为发达的污泥基活性炭有利于氧化产物固态硫的储存,而且污泥基活性炭表面的金属氧化物有催化氧化作用,因此,对于H2S气体的去除,污泥基活性炭比商品活性炭更具有优势。
有研究表明,当污泥基活性炭用于去除H2S时,其吸附容量为商品活性炭的2~3倍,平均100g的污泥基活性炭就可以吸附10g H2S气体。