污泥基吸附剂对铅离子的吸附性能与机理研究

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重金属离子吸附材料的研究与应用

重金属离子吸附材料的研究与应用重金属离子是指化学元素周期表中原子序数大于20的金属离子，因为其具有较高的稠密度和电子密度，所以具有一定的毒性和生物累积效应。

它们可以从环境污染源中进入到土壤、水体和大气中，从而对人类和生态环境造成威胁。

为了减轻重金属污染带来的不良影响，研究和应用重金属离子吸附材料成为了一种重要的解决方法。

一、重金属离子吸附材料的特点重金属离子吸附材料是一种可以捕获和去除重金属离子的材料，它具有以下几个特点：1.高吸附性能：重金属离子吸附材料具有高效的吸附性能，能够快速捕获环境中的重金属离子，从而降低其浓度。

2.良好的选择性：重金属离子吸附材料具有一定的选择性，能够在环境中选择性地捕获特定种类的重金属离子。

3.可循环使用：重金属离子吸附材料可以循环使用，即在捕获重金属离子之后，它可以被再次用于吸附，从而减少材料的浪费。

4.低成本：重金属离子吸附材料的制备成本相对较低，同时材料的使用寿命较长，能够有效地降低治理重金属污染的成本。

二、重金属离子吸附材料的研究目前，常见的重金属离子吸附材料主要有以下几种类型：1.离子交换树脂：离子交换树脂是一种具有不同离子交换基团的高分子化合物，通过与水中的金属离子发生离子交换反应来去除重金属离子。

2.吸附剂：吸附剂是一种具有高比表面积的介孔材料，其中间存在大量的可用吸附位点，能够快速去除环境中的重金属离子。

3.沸石：沸石是一种具有良好离子交换性的天然矿物质，其内部具有球形的孔道结构，能够对重金属离子进行高效捕获。

4.生物吸附剂：生物吸附剂是利用生物吸附材料作为载体，通过微生物或植物等生物源对重金属离子进行络合去除，具有高效、环保的特点。

三、重金属离子吸附材料的应用目前，重金属离子吸附材料已经广泛应用于多个领域。

具体包括：1.环境领域：重金属离子吸附材料被广泛应用于治理水体和土壤中的重金属污染，可以降低重金属离子的浓度，从而减轻其对人体和生态环境的影响。

志丹白土的活化工艺及其对废水中铅离子的处理研究

性白土的主要方法。近年来，国活性白土市场需我求量持续增加，国内活性白土的生产技术相对滞但后，活性白土主要以进口为主。因此，对国内矿产针资源特点，入开展活性白土的研发，高使用价深提
ｌ实验部分
１１实验原理．
白土是以蒙脱石为主要成分的粘土矿物，因蒙
脱石属于２ｌ的三层结构的硅酸盐矿物（由两：型即
个硅氧四面体层和一个铝（）氧（氧）八面体层镁氢
值，拓宽其应用领域，具有重要意义。陕西省志丹县白土（润土）资源蕴藏极为丰富，明储量约膨矿探３０００万ｔＪ当地主要用于制造瓷砖等，Ｄ，亟待开发其
高利锋王丹军郭莉，东升付，，李，峰王继武，
（．１延安大学化学与化工学院，陕西省化学反应工程重点实验室，陕西延安７６０；１００２三峡大学机械与材料学院，．湖北宜昌４３０）４０２
摘
要：以陕西省志丹自土为原料，采用硫酸和硝酸对其进行活化处理，考察了活化工艺条件对白土活性度和
关键词：性白土；活活化工艺；离子处理铅
中图分类号：０．Ｘ７３１
文献标识码：Ａ
文章编号：６１９０（０００ —０４０１７ —９５２１）６０４４
活性白土具有优良的脱色、吸附、化及离子交催
行研发，疑对当地资源的充分利用和经济发展具无
游离酸含量的影响规律，并以铅离子为目标污染物研究了样品对重金属离子的吸附性能。结果表明，活性白土的最佳合成工艺条件为：０３％硝酸，固液比１２活化时间５ｈ活化温度８：，，５℃ ，在此条件下所得白土活性度高，游离酸含量低，对废水中的铅离子具有良好的吸附能力。

Zif-8吸附剂对水中重金属离子的吸附性能研究

Zif-8吸附剂对水中重金属离子的吸附性能研究潘柯;樊洁;赵强【摘要】Heavy metal ion pollution has become a hotspot in recent years. The zeolitic imidazolate frameworks belong to a kind of microporous material with tunable apertures and chemical properties and have functional interactions with heavy metals icons,which can play a great role in the treatment of water pollution. The optimal adsorption conditions of the modified adsorbent were explored in different adsorption conditions such as pH level of 5.8 ~7.8, adsorption temp erature of 20~45℃ and dosage of adsorbent of 12 g/L. The objective provided theoretical reference for the practical application of ZIFs in the treatment of real waste water.%重金属离子污染成为近年来学者关注的热点.沸石咪唑酯骨架结构材料(ZIFs)是一类具有可调整孔洞大小及化学性质的多孔材料,可作为一种优良的重金属离子的吸附剂,能在水污染治理中发挥较大作用.实验考察Zif-8吸附剂在不同的吸附条件下的使用差别,探究出较好吸附剂使用条件温度在20~45 ℃间,pH为5.8~7.8,投放量为12 g/L.以期为ZIFs材料应用于实际污染水体的处理提供理论支撑.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2018(046)009【总页数】2页(P46-47)【关键词】沸石咪唑酯骨架材料;重金属离子;吸附【作者】潘柯;樊洁;赵强【作者单位】重庆化工职业学院,重庆 401228;重庆化工职业学院,重庆 401228;重庆化工职业学院,重庆 401228【正文语种】中文【中图分类】O647.3沸石咪唑酯骨架材料(zeolitic imidazolate frameworks,ZIFs)是由一种具有沸石拓扑结构的新材料,是一种同时包含微孔和介孔或大孔的多孔结构的新型材料[1],这样的结构不但能够有效克服传质阻力,加速分子扩散,同时较小的微孔提供高比表面积、高孔隙率,从而达到催化、吸附等应用要求[2]。

铅(Ⅱ)印迹吸附剂去除水中重金属Pb(Ⅱ)的研究

ｌｅａｄｎｉｔｒａｔｅ．ｓｉｌａｎｅｃｏｕｐｌｉｎｇａｇｅｎｔ，ａｎｄｅｔｃ．ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ａＰｂ（ＩＩ）－ｉｍｐｒｉｎｔｅｄｓｏｒｂｅｎｔｗａｓｐｒｅｐａｒｅｄｆｏｒｒｅｍｏｖｉｎｇｗａｔｅｒ－ｓｏｌｕｂｌｅＰｂ（ＩＩ）．ＴｈｅａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｉｎｃｌｕｄｉｎｇｐＨｖａｌｕｅｏｆｔｈｅｓｏｌｕｔｉｏｎ，ｅｌｕｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ，ａｄｓｏｒｂｉｎｇｄｕｒａｔｉｏｎ，ｃｙｃｌｅｕｓｅｔｉｍｅｓｏｆｔｈｅｓｏｒｂｅｎｔ，ａｎｄｅｔｃ．ｗｅｒｅｏｐｔｉｍｉｓｅｄ，ｗｈｉｌｓｌｔｈｅｃｏｎｔｅｎｌｏｆｓｏｌｕｂｌｅＰｂ（ＩＩ）ｗａｓｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｂｙｍｅａｎｓｏｆｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙＣＯＵｐｉｅｄｐｌａｓｍａ－ｍａｓｓｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ（ＩＣＰ－ＭＳ）．Ｉｔｈａｓｓｈｏｗｎｔｈａｔｔｈｅｒｅｍｏｖａｌ０ｆＰｂ（ＩＩ）ｗｏｕｌｄｂｅｍｏｒｅｅｆｉｃｉｅｎｔａｌｏｎｇｗｉｔｈｔｈｅｒｉｓｅｏｆｐＨｖａｌｕｅｗｈｉｌｓｔｔｈｅｏｐｔｉｍａｌａｃｉｄｉｔｙｂｅｉｎｇａｔｐＨ６：

活性污泥吸附性能测定

活性污泥吸附性能的测定一实验目的1．掌握污泥吸附性能的测定方法；2．加深对活性污泥的絮凝沉淀的特点和规律的认识。

二实验原理由于活性污泥具有较大的比表面积，当活性较好的活性污泥与污水接触时，短时间内活性污泥就会将污水中呈悬浮和胶体状的有机污染物吸附凝聚在自身的表面，使有机污染物被去除。

在此阶段，COD会急剧降低，接着又会略微升高，这是由于吸附在活性污泥表面的部分非溶解性有机污染物在水解酶的作用下，水解成溶解性的小分子，重新回到水中而形成的。

随着活性污泥生化反应的不断进行，有机污染物不断被降解，COD又缓缓下降，整个过程如图1所示。

图1 活性污泥吸附性能曲线三实验设备及仪器1．活性污泥法处理系统（模型系统，如图2所示；2．COD Cr分析装置一套；3．定性滤纸 1盒4．100mL烧杯 20个5．普通漏斗 10个6．漏斗架 2个7．秒表 1块1—空压机；2—油水分离器；3—生化反应器；4—开关；5—气体流量计；图2实验装置四实验步骤1．活性污泥的培养与驯化：取一定量的已有活性污泥法构筑物中的活性污泥加入到培养槽中作为菌种，然后加入待处理的人工废水（配制方法见附录）或某种实际废水，进行活性污泥的培养和驯化。

每天曝气23h后，停止曝气静置30min后排出上清液，再向培养槽中投加新鲜废水。

每天排放的上清液量占总容积的25%左右。

同时每天还要加入一定量的清水补充曝气过程中的蒸发损失水量。

上述过程运行7-10d后，30min污泥沉降比达到15-20%，污泥浓度基本稳定。

污泥培养驯化完成；2．将培养驯化后的活性污泥转移到图1所示的生化反应器中，混合液的悬浮物浓度保持在2000-3000mg/L；3．打开气泵，调节气量，进行曝气。

加入原水（400mL），同时开始计时。

在1、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、60、70min分别取混合液20mL立即过滤，分析滤液的COD Cr，记入表1中。

五实验数据及结果整理1．实验数据表3-19 间歇式活性污泥法处理废水的实验记录表2．结果整理绘制活性污泥吸附曲线（COD Cr-t）；六思考题1．主要有哪些因素影响活性污泥吸附性能？2．活性污泥的絮凝沉淀有何特点和规律？。

微生物对重金属污染物降解的机制研究与环境治理

微生物对重金属污染物降解的机制研究与环境治理重金属污染是当今环境问题中的一大挑战，对生态系统和人类健康造成了严重威胁。

在环境治理领域中，微生物因其独特的降解机制成为了重金属污染物治理的有效手段。

本文将介绍微生物降解重金属污染物的机制研究，并探讨其在环境治理中的应用。

一、微生物降解重金属污染物的机制研究微生物对重金属污染物的降解机制主要包括吸附、还原、解毒和转化等过程。

1. 吸附：微生物表面的吸附剂能够吸附重金属离子，将其从水体中去除。

这一过程主要发生在微生物的细胞壁上，通过离子交换和配位作用实现重金属离子的吸附。

2. 还原：某些微生物能够通过还原反应将重金属离子还原为金属形式，从而改变其毒性和溶解度。

这一过程通常需要电子供体的提供，微生物通过代谢产生的还原力完成还原反应。

3. 解毒：微生物通过分泌解毒酶降低重金属污染物的毒性。

解毒酶能够与重金属离子结合，形成不可溶的沉淀物，从而减少其对环境和生物的危害。

4. 转化：某些微生物能够将重金属离子转化为无毒或低毒的形式。

例如，一些微生物可以将有机汞转化为无机汞，从而减少其毒性和潜在危害。

二、微生物降解重金属污染物的环境治理应用微生物降解重金属污染物的机制研究，为环境治理提供了重要的参考和应用基础。

下面将介绍微生物在不同环境中的治理应用。

1. 废水处理：微生物菌群能够降解废水中的重金属离子，使其达到排放标准。

通过调节环境条件，如温度、pH值和营养物浓度等，可以提高微生物降解重金属污染物的效率。

2. 土壤修复：微生物在土壤中的活动可以降解土壤中的重金属污染物，从而减轻其对植物生长的抑制作用。

通过添加特定菌剂或改变土壤环境，可以增强微生物对重金属的修复能力。

3. 植物共生：某些微生物与植物根系形成共生关系，促进了植物对重金属污染物的吸收和积累。

这一方式被广泛应用于重金属污染地区的植物修复工程中。

4. 生物矿化：微生物能够将重金属离子转化为可溶性沉积物，从而降低其在环境中的迁移和转化。

含铅废水处理技术研究

含铅废水处理技术研究含铅废水处理技术研究报告研究背景•铅污染对环境和人类健康的危害性•含铅废水排放量逐年增加研究目的•开发高效、经济、环保的含铅废水处理技术•减少含铅废水对环境造成的损害研究方法1.文献综述•收集和分析已有的含铅废水处理技术研究成果•针对不同技术进行比较和评估2.实验设计•设计含铅废水处理实验•选择合适的处理剂和操作条件3.实验操作•进行含铅废水处理实验•记录并分析实验数据4.结果分析•对实验数据进行统计和分析•评估不同处理技术的效果和经济性主要研究内容技术一：吸附法•研究各种吸附材料对含铅废水的吸附效果•评估不同吸附材料的吸附容量和再生性能技术二：离子交换法•研究离子交换树脂对含铅废水的去除效果和再生性能•优化离子交换操作条件技术三：化学沉淀法•研究不同沉淀剂对含铅废水的沉淀效果•评估沉淀剂的性能和经济性预期结果•提出一种或多种高效、经济、环保的含铅废水处理技术•评估不同技术的优缺点，提出改进方案研究意义•为含铅废水治理提供技术支持和决策依据•促进环境保护和人类健康研究进度•目前已完成文献综述和实验设计•正在进行实验操作和数据分析结论•目前仍在研究阶段，尚无最终结论•预计在未来几个月内完成实验和数据分析参考文献•张三，李四，王五. 含铅废水处理技术综述[J]. 环境科学与技术，20XX，XX(X)：XXX-XXX.技术四：电化学法•研究电化学方法在含铅废水处理中的应用•优化电化学反应的电极材料和电流密度技术五：生物修复法•研究利用微生物和植物修复含铅废水的可行性•评估生物修复方法对含铅废水的去除效果和生态影响技术六：高级氧化法•研究高级氧化剂在含铅废水处理中的应用•评估高级氧化方法对含铅废水的氧化降解效果技术七：膜分离法•研究膜分离技术在含铅废水处理中的应用•优化膜材料和操作条件，提高废水的去除率预期成果•发表相关研究论文，提供技术参考和指导•推广应用高效、经济的含铅废水处理技术研究局限性和展望•目前研究仍处于实验室规模，需要进一步扩大应用规模•针对不同行业和废水特性的情况，需要开展更多的研究研究团队及资金支持•本研究由XX大学环境科学研究院承担•项目资金支持来自国家自然科学基金结论•含铅废水处理是一个复杂而重要的环境问题•本研究将通过对不同处理技术的研究和评估，为含铅废水治理提供科学依据和技术支持参考文献•张三，李四，王五. 含铅废水处理技术综述[J]. 环境科学与技术，20XX，XX(X)：XXX-XXX.•陈六，赵七. 电化学法处理含铅废水的研究进展[J]. 环境工程学报，20XX，XX(X)：XXX-XXX.•赵八，刘九. 生物修复法在含铅废水治理中的应用[J]. 环境科学研究，20XX，XX(X)：XXX-XXX.。

沉淀法去除废水中重金属离子的研究

沉淀法去除废水中重金属离子的研究沉淀法是一种常用的废水处理技术，可以有效去除废水中的重金属离子。

本文将介绍沉淀法去除废水中重金属离子的研究。

一、引言随着工业化进程的加速，废水中含有大量的重金属离子。

这些重金属离子对人体和环境都具有严重的危害性。

因此，开展沉淀法去除废水中重金属离子的研究对环境保护具有重要意义。

二、沉淀法原理沉淀法是通过将特定的化学物质与废水中的重金属离子反应生成沉淀物，从而实现废水中重金属离子的去除。

沉淀物可以通过沉淀、过滤等步骤分离出来。

三、常用沉淀剂常用的沉淀剂包括氢氧化钙、氢氧化铝、硫化钠等。

选择合适的沉淀剂对去除特定重金属离子具有关键作用。

例如，氢氧化镁可以用于去除镉、铅、铬等离子，硫化钠可以用于去除铜、汞等离子。

四、影响沉淀效果的因素沉淀效果受到多种因素的影响，如废水中重金属离子的浓度、pH值、温度、沉淀剂的用量等。

其中，pH值是最重要的因素之一。

不同重金属离子的沉淀pH范围不同，因此需要根据具体情况调整废水的pH值。

五、沉淀机理沉淀反应过程中，沉淀剂与废水中的重金属离子发生化学反应，生成沉淀物。

常见的反应类型包括水解反应、络合反应、氧化还原反应等。

沉淀物的生成对沉淀效果起着决定性作用。

六、研究进展与挑战目前，一些研究团队致力于改进沉淀法的效果和工程应用。

例如，引入新型沉淀剂、调整反应条件等。

然而，沉淀法仍然存在一些挑战，如沉淀剂的成本、沉淀物的处置等问题，需要进一步研究解决。

七、结论沉淀法是一种有效去除废水中重金属离子的技术。

通过选取合适的沉淀剂、调整反应条件等手段，可以实现高效去除废水中的重金属离子。

然而，沉淀法仍然需要进一步的研究和改进，以应对不同废水中重金属离子的去除需求，实现更高效、经济的废水处理。

八、新型沉淀剂的研究为了改进沉淀法的效果，许多研究人员开始寻求新型的沉淀剂。

近年来，研究人员发现了一些天然有机物和功能材料可以作为沉淀剂来替代传统的无机沉淀剂。

比如，聚合物、植物提取物和微生物等都具有一定的沉淀能力。

APTES改性羧甲基壳聚糖微球对铅离子吸附性能及机理研究

APTES改性羧甲基壳聚糖微球对铅离子吸附性能及机理研究摘要：本研究利用氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）对羧甲基壳聚糖微球进行改性，研究了改性微球对铅离子的吸附性能及机理。

结果表明，APTES改性可以提高微球的表面积和孔径，增强吸附性能。

同时，通过扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）和比表面积分析等手段对改性微球进行表征。

铅离子吸附实验结果表明，APTES改性微球对铅离子的吸附能力较未改性微球显著提高。

吸附动力学和等温吸附研究表明，吸附过程符合准二级动力学和朗缪尔等温吸附模型。

进一步探讨了吸附机理，发现吸附过程可能涉及电荷相互作用、络合作用和物理吸附等机理。

本研究为APTES改性羧甲基壳聚糖微球在废水处理中的应用提供了新的研究思路和理论依据。

关键词：APTES改性；羧甲基壳聚糖微球；铅离子；吸附性能；吸附机理1.引言随着工业化进程的不断加快，大量有毒重金属离子进入水体，对环境和人类健康造成了严重危害。

铅离子是其中之一，具有较强的毒性和慢性危害。

因此，寻找高效的铅离子吸附材料成为当前环境领域的研究热点之一羧甲基壳聚糖是一种常见的生物可降解材料，具有丰富的羟基和羧基结构，易于发生功能化改性。

氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）是一种含氨基的硅烷偶联剂，可以与羟基反应形成氨基官能团，使壳聚糖微球表面发生改性。

APTES改性壳聚糖微球具有较大的比表面积和孔径，有望提高其吸附性能。

本研究对APTES改性羧甲基壳聚糖微球对铅离子的吸附性能及机理进行了系统研究，为其在废水处理中的应用提供了理论依据和研究思路。

2.实验部分2.1材料与仪器所使用的材料有：壳聚糖、氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）、铅离子溶液等。

实验仪器包括：扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、比表面积分析仪等。

2.2制备和改性微球首先，制备羧甲基壳聚糖微球；然后，通过溶液浸渍法将APTES溶液浸渍在微球表面，经过干燥和固化，制备APTES改性微球。

铅酸蓄电池有机膨胀剂腐殖酸吸附铅离子的研究

铅酸蓄电池有机膨胀剂腐殖酸吸附铅离子的研究摘要:铅酸蓄电池负极活性物质中的膨胀剂是必不可少的。

我国铅酸蓄电池目前常用的有机膨胀剂之一是腐植酸。

本文研究了Pb2+浓度，吸附时间和pH值等因素对腐植吸附Pb2+离子的影响。

实验结果表明:腐植酸对Pb2+离子的吸附量随着pb2+离子浓度的增加而增加，当Pb2+离子浓度达到21.2mg/L时，吸附量最大。

腐植酸对pb2+离子的吸附量随着吸附时间的延长而增加，当吸附时间t=40min时，吸附量达最大，在pH≤6的范围内，腐植酸对Pb2+离子的吸附量随着p H的减小而减小。

在铅酸蓄电池的负极活性物质中，必须加入少量的添加剂，通称为膨胀剂。

它的作用有二:一是可以防止活性物质比表面积大，热力学上不稳定，在充放电过程中进行重结晶，使其表面积不断缩小，从而使负极活性物质丧失多孔性而使其容量下降，最终导致电池失效;二，是在放电过程中的去钝化作用。

膨胀剂可分无机膨胀剂(如碳黑。

硫酸钡)和有机膨胀剂(如腐植酸。

木素磺酸钠，拷胶。

合成糅剂等)。

目前，在铅酸蓄电池负极板中普遍使用的有机膨胀剂之一是腐植酸，它广泛存在于自然界中，泥炭，风化煤，褐煤是其主要来源。

它至今尚无严格的定义和化学分子式，其分子量在矿104~108之间，因地区和来源的不同，它的结构和性能也各异。

腐植酸含有相当的含氧官能团，主要是羟基，酚羟基和甲氧基。

羟基和酚羟基使它呈酸性，具有阳离子交换性能和络合能力，能和各种金属离子形成可溶性的或不可溶性的盐以及稳定程度不同的有机一一无机复合物[2l]。

腐植酸在铅酸蓄电池中可以防止负极活性物质比表面积缩小及其钝化。

其作用与腐植酸对Pb2+离子的吸附密切相关。

本文主要研究腐植酸与金属Pb2+离子交换和络合作用。

为研究新型有机膨胀剂提供理论依据。

表11 基本原理腐植酸是存在与风化煤,褐煤和泥炭中的天然大分子物质,具有弱酸性,它的化学吸附性与其结构中的羟基、酚羟基等活性基团有关。

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污泥基吸附剂对铅离子的吸附性能与机理研究
发表时间：
2018-05-28T15:44:55.297Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第35期作者：张凯杰邢兆洁林勇澍
[导读] 以某污水处理厂污泥为制备原料，采用化学活化法（ZnCl2为活化剂），制备污泥基吸附剂。

山东农业大学
山东省泰安市 271018
摘要：以某污水处理厂污泥为制备原料，采用化学活化法（
ZnCl2为活化剂），制备污泥基吸附剂。以铅离子为目标污染物进行去除实验，
考察了活化剂浓度、固液比、热解温度、热解时间等对制备污泥基吸附性能的影响。通过
spss第三类平方和分析实验，结果表明其对制备
产物污泥基吸附剂性能的影响程度大小依次为：热解温度
>热解时间>氯化锌浓度>固液比。由spss估计平均值可得污泥基催化剂的最佳制
备条件为
ZnCl2的浓度3.5mol/L、热解温度为500℃、热解时间为60min、固液比为1：2。
关键词：剩余污泥，化学活化，
ZnCl2，污泥基吸附剂，Pb2+去除率

在城市化和工业化快速发展的今天，污水厂污泥的产生、储存、处理及资源化利用过程中均可能危害环境。同时伴随着污泥海洋处理
的禁止以及严格填埋标准、农用标准的制定与实施，污泥的管理已经成为一个世界性的社会和环境问题。采用传统的处置方法，如土地填
埋、焚烧等方式进行处理，相对于当今越来越严格化的环境标准，显然是不合适的。同时，随着资源短缺的加剧，人们开始寻找新的资
源，而污泥由于其有机物、营养元素含量高等优点而日益受到关注。因此，如何解决污泥问题，并使其化废为宝，是一个具有重要意义的
课题。

活性污泥是指活性污泥法处理工艺中，二沉池产生的沉淀物，扣除回流的那部分，剩余的部分称为剩余活性污泥。其中含有大量的水
分、有机物、
N、P等营养元素，以及重金属、病原菌等有害物质，同时富含有机碳，成分、产量高且易于获得，在适当条件下通过热解，
可以使之转化为活性炭。

活性炭由于其独特的物理化学结构，其具有很强的吸附性能，同时也是理想的催化剂载体，被经常用于环境污染治理，是一种环保型
吸附剂。但是，目前来看，商品活性炭通常由价格昂贵的原材料制备，诸如木材、稻壳或者煤炭、沥青等，生产成本较高，限制了其应用
范围。于是，由剩余污泥制备污泥基活性炭催化剂的方法，因为原材料充足易得、价格低廉、绿色无害，成本低于商品活性炭，又为污泥
的最终处置提供了一种资源化利用的新途径，而日益受到青睐。

其过程为污泥经过干燥脱水、粉碎和筛滤等过程变为细小的污泥颗粒，然后采用化学药品浸渍法，对该颗粒在一定温度下进行活化。
之后进行烘干，再在空气中暴露一段时间后，在惰性环境下热解。最后再经过进一步的处理后，即制得高效的炭质催化剂。其制备过程与
化学活化法制备污泥吸附剂大致相同，其主要区别就在于活化剂成分的不同。而活化剂的成分是决定此类催化剂效果的首要因素。

研究以剩余活性污泥为催化剂载体，ZnCl2作为活化剂活性组分，联合单因素实验研究活化方法、污泥与活化剂的比例（固液比）、
热解温度、热解时间等，对研究所制备的吸附剂对
Pb2+去除率的影响，确定最佳制备工艺，并对催化剂进行了应用分析及前景展望。旨在
制备一种污泥基活性炭吸附剂剂，为剩余污泥的资源化再利用提供一种新思路。
1
实验部分
1.1
材料和仪器

剩余污泥粉末、ZnCl2溶液1、浓盐酸2、Pb（NO3）2溶液（30mg/L）。
101A-2
型电热鼓风干燥箱、GSL-1500X型真空管式高温烧结炉、THZ-82水浴恒温振荡器、TAS-999石墨原子吸收分光光度计、80-1
型离心机。
1.2
污泥基吸附剂的制备

取某污水处理厂污泥脱水车间的剩余污泥，先将污泥放入烘箱中，在110℃温度下恒温干燥脱水24h，直至烘干为止。然后将烘干的污
泥放入粉碎机，
1min取出研碎的干泥，用100目筛子筛滤，筛分出来的样品放入干燥器中干燥待用。

将粉末污泥与活化剂ZnCl2 溶液在坩埚内混合，将配好的混合液充分搅拌均匀后放入烘箱烘干活化7-8小时，待混合物完全干燥后取
出，研磨至粉末状放入管式电阻炉中热解活化。活化主要是利用气体进行碳的氧化反应，由于碳化物的表面受到侵蚀，使炭化物孔隙结构
更加发达的过程。在活化的过程中，下面两个阶段是同时发生的：新微孔的生成或闭塞孔的打开；细孔的扩大；相邻细孔的合并。

高温热解3-5小时后取出，取出后放在研钵中进行研磨，之后用500mL 10%浓盐酸酸洗，酸洗完成后用纯水清洗至pH为7。经过酸洗
的活性炭催化剂孔隙率大大增加。干燥后研磨过筛，此时得到的活性炭即为成品活性炭吸附剂。
1.3 Pb2+
吸附实验

将原料配比和热解条件不同的成品试样中加入100mL 30mg/LPb2+溶液，置于恒温振荡器（室温25℃）上振荡60min。吸附试验结束
后，静置
30min后取上清液，然后用滤纸过滤，过滤后取锥形瓶中部液体用石墨原子吸收分光光度计进行波长283.3nm吸光度检测，对应标
线，计算每组试样的去除率。统计
16组正交试验的实验数据，将结果代入spss进行显著性分析并计算最优制备条件。
2
结果与讨论

由图4spss最优条件分析数据表格可得，污泥基催化剂的最佳制备条件为ZnCl2的浓度3.5mol/L，固液比为1：2，热解温度为500℃，
热解时间为
60min。

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结论

（1）利用城市污水处理厂的剩余污泥，成功制备出催化性能较好的污泥基吸附剂。

（2）污泥基吸附剂制备过程中，ZnCl2用量、热解温度、热解时间和固液比等因素对催化剂的催化性能有重要的影响。污泥基光吸附
剂的最佳制备条件为
ZnCl2的浓度3.5mol/L、固液比为1：2、热解温度为500℃、热解时间为60min。
参考文献
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赵晶晶.污泥活性炭的制备及其应用研究[D].华南理工大学，2013.
[2]
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孙迪俪.污泥基吸附剂的制备及对铅离子吸附性能研究[D].西安科技大学.
[4]
阳昕.污泥基吸附剂的制备与应用研究[D].哈尔滨工业大学，2011.
注释：
对污泥原料中的有机质起胶溶以至溶解的作用形成孔隙，使药液渗透到原料的内部。在有机质炭化时能起骨架的作用，即它们在原料被炭
化时给新生的碳提供一个骨架，让碳沉积在它的上面；可以起到脱水作用，当热解开始的时候，
ZnCl2使污泥材料脱水，碳的骨架开始变
化，从而导致孔的形成；可以防止热解过程中焦油的产生，提高催化剂的吸附性能
是用来洗涤催化剂，去除杂质，防止这些杂质堵塞催化剂的孔隙，增强催化剂的吸附能力，增加反应接触时间，使催化反应充分进行。