污泥活性炭的优化制备及其应用初探

发布时间：2023-05-19 01:05

　　本研究以污水处理厂的剩余污泥为原材料制备污泥活性炭，通过添加一定量的玉米秸秆，以提高污泥活性炭的比表面积，分别采用一步热解和两步热解化学活化法制备污泥活性炭。考察污泥活性炭经改性后对次甲基蓝染料废水的处理效果，并对吸附模型及动力学进行了分析。 单因素实验结果表明污泥活性炭制备的最佳条件为：氯化锌的浓度4mol/L、活化温度600℃、活化时间60min、固液比1:2。制备的污泥活性炭比表面积为475m2/g。在最佳制备条件下添加25%玉米秸秆制备活性炭，采用一步热解化学活化法，活化温度为600℃时制得的活性炭比表面积值为769m2/g，产率为36.1%；采用两步热解化学活化法，即在碳化温度为400℃，活化温度为500℃时制得的污泥活性炭比表面积为756m2/g，产率为32.5%。一步热解法制备活性炭过程简单且活性炭比表面积和产率均较高，因此，一步热解法为本实验的最优制备方法。 通过添加10%玉米秸杆，采用一步热解法制备的污泥活性炭（比表面积为658m2/g），用于染料废水的处理。研究结果表明污泥活性炭吸附次甲基蓝染料的过程与Langmuir吸附等温线拟合较好，温度为20℃时的饱和吸附量为...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 污泥的处理处置现状
        1.2.1 污泥的处理技术现状
        1.2.2 污泥处置现状
    1.3 污泥制备活性炭的研究现状
        1.3.1 原料的影响
        1.3.2 制备方法的影响
        1.3.4 改性添加剂的影响
    1.5 活性炭的改性现状
        1.5.1 表面氧化改性
        1.5.2 表面还原改性
        1.5.3 负载杂原子和化合物改性
    1.6 染料废水的处理现状
        1.6.1 物化法
        1.6.2 化学法
        1.6.3 生物法
    1.7 课题研究内容
第2章 污泥活性炭的优化制备
    2.1 实验部分
        2.1.1 实验仪器及设备
        2.1.2 实验原料及药剂
        2.1.3 污泥活性炭的制备
    2.2 污泥活性炭的评价方法
        2.2.1 比表面积
        2.2.2 产率
        2.2.3 Boehm 测定表面酸碱基团
    2.3 实验结果与讨论
        2.3.1 污泥活性炭制备条件的筛选
        2.3.2 一步热解制备污泥基活性炭
        2.3.3 两步热解制备污泥基活性炭
    2.4 污泥活性炭的性能表征
        2.4.1 SEM 分析
        2.4.2 Boehm 表面酸碱基团的测定
        2.4.3 浸出重金属测定
    2.5 污泥热解过程的 TG-FTIR 分析
        2.5.1 污泥热解过程的热重分析
        2.5.2 污泥热解的红外光谱分析
    2.6 物料平衡
    2.7 成本计算
    2.8 本章小结
第3章 污泥活性炭对次甲基蓝染料废水的脱色研究
    3.1 试验方法及材料
        3.1.1 实验仪器及药品
        3.1.2 试验方法
    3.2 单因素实验
        3.2.1 污泥活性炭粒径对吸附效果的影响
        3.2.2 染料废水 pH 值对吸附效果的影响
    3.3 吸附模型的建立
    3.4 吸附动力学分析
    3.5 与商品活性炭对比
    3.6 本章小结
第4章 污泥活性炭的改性及对染料的去除研究
    4.1 试验方法及材料
        4.1.1 试验仪器及药品
        4.1.2 试验方法
    4.2 污泥活性炭的改性及其对染料废水的脱色
        4.2.1 硝酸改性
        4.2.2 双氧水改性
        4.2.3 氨水改性
    4.3 改性后的活性炭对染料废水的脱色处理
    4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间所发表的学术论文
致谢



本文编号：3819354