污泥基活性炭的制備工藝與裝置研究.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟高速發(fā)展，城市的規(guī)模日益擴大，導致環(huán)境問題也變得日益突出，其中城市污泥的處理就是一個嚴峻的問題。污泥的最佳出路是資源化。用城市污水廠污泥制備活性炭，不僅能解決污泥的二次污染問題，還能部分替代制備活性炭的能源材料，因此已經(jīng)受到國內外的廣泛關注。
　　 本文以經(jīng)過干燥和熱解后的城市污泥熱解殘?zhí)繛樵希捎盟魵庾鳛榛罨瘎?，在流化床活化反應器中制備污泥基活性炭，以碘和亞甲基藍吸附值為衡量標準，研究了活化溫度、活化時間和水蒸

2、氣用量對污泥基活性炭性能的影響規(guī)律，獲得了最佳工藝條件:活化溫度500℃、活化時間20min、水蒸氣用量為投加物料質量2.5倍，在此條件下污泥基活性炭的亞甲基藍吸附值達到60.47mg/g。采用元素分析、掃描電鏡、BET-N2吸附等測試手段，對最佳條件下制備的污泥基活性炭的吸附性能進行了表征。結果表明，活化工藝可以明顯改變污泥基活性炭的形貌特征，使其表面分布著許多中孔，提高了其對大分子的吸附能力。另一方面，金屬浸出毒性實驗表明，污泥基活

3、性炭中主要重金屬含量不超標，將其用于廢水處理是安全的。
　　 本文還進行了污泥基活性炭對重金屬離子的靜態(tài)吸附實驗，研究了溶液pH值、吸附劑用量及溶液初始離子濃度對去除效果的影響特性:隨著pH值的升高，銅、鉛離子的去除率和活性炭的吸附容量都增大;隨著吸附劑用量的增大，重金屬離子的去除率增大，活性炭吸附容量先增大后減小;隨著溶液初始濃度的增大，重金屬離子的去除率減小，而活性炭吸附容量增大。吸附實驗表明，采用本文方法制備的污泥基活性炭

4、對銅、鉛離子的吸附容量最高分別可達2.5mg/g和26mg/g，雖然與市場上常見的對鉛離子吸附容量達40mg/g的活性炭相比有差距，但是從成本上來看，本產(chǎn)品在含重金屬離子工業(yè)廢水處理方面仍具有較好的應用前景。對上述靜態(tài)吸附實驗進行Langmuir和Freundlich等溫吸附模擬并比較，發(fā)現(xiàn)Langmuir方程比Freundlich方程更適合描述污泥基活性炭對重金屬離子的吸附，表明吸附以表面單分子層化學吸附為主。
　　 針對江蘇

5、省句容市50t/d城市污泥熱解制備生物油和活性炭工程項目，利用上述實驗研究的工藝參數(shù)，結合污泥基活性炭制備過程中的物料質量平衡和能量平衡計算，進行了該工程的污泥基活性炭反應器的裝置設計。該裝置主體為壁厚6mm，底面為600mm*600mm的直簡體，高2m，進料口在簡體的正上方，主簡體上部出口接有旋風分離器。簡體內插有16根功率為1kw的電加熱棒，其外有數(shù)組測溫測壓裝置和保溫層。反應完成制得的活性炭直接在密閉的情況下進入水冷螺旋輸送機冷卻