化學污泥吸附劑的條件優化
化學強化一級處理(CEPT)可以作為以二級生物處理為主的城鎮污水處理廠的前處理工藝,但該工藝會產生大量的剩余含有較高的有機物含量,污泥。另一方面,由于污泥因此能經過一定的活化方法轉變成吸附劑材料。而且,化學污泥本身含有較高的鐵、鋁金屬化合物,經過一定的轉化可以變為金屬氧化物,具有很高的正電荷和吸附點,并且具有提供絮凝核心和電中和的雙重作用。
因此,對污泥吸附劑的優化研究十分必要。
本次化學污泥取自哈爾濱文昌污水處理廠。脫水干燥后的化學污泥與一定濃度的活化劑在常溫下放置萬方數據24h,于103℃下烘24h,污泥與ZnCl2以一定質量比混合,在無氧條件下放置于馬弗爐中隔絕空氣高溫熱解,加熱速率為18℃/min。爐內升溫到一定溫度并保持一段時間。產物研磨并過篩(180目)后用3mol/LHCl和去離子水漂洗,再在103℃下烘24h。采用ASAP2020M比表面積分析儀、Optima5300DUICP—AES法、CHNS—VarioEL型元素分析儀測定化學污泥基吸附劑的各種性質。
活化溫度的影響
活化溫度對制備的化學污泥基吸附劑的碘吸附性能影響很大。隨著溫度的上升,碘吸附值呈先增加后減少的趨勢;罨瘻囟葹700℃時,碘吸附值達到最高,污泥基吸附劑的吸附性能最好。
活化濃度的影響
當ZnCl2為3mol/L時,污泥基吸附劑對碘吸附值達到最大值,吸附性能最好。ZnCl2作為一種效果較好的活化劑,在高溫熱解過程中具有脫水的作用,從而阻止焦油的產生,提高碳體的產率,促進微孔的形成。但ZnCl2濃度過高會阻止材料中氣體的揮發與逸出,阻礙了微孔的形成,另一方面是過高的濃度下,ZnCl2晶體會堵塞部分微孔,致使吸附性能下降。
活化時間的影響
在質量比為1:1時,污泥基吸附劑的吸附性能最好,碘吸附值最高,吸附值為479mg/g。
小結:
通過改變活化溫度、活化時間、活化劑濃度、污泥與活化劑混合質量比,以污泥基吸附劑對碘吸附值為評價指標,制備出吸附性能優良的污泥基吸附劑。制備條件是:化學污泥與3mol/L的ZnCl2以1:1的質量比混合,在700℃下高溫熱解1h。污泥基吸附劑對UV254與DOC的去除效果與商品活性炭的接近。污泥基吸附劑在投加量為2g/L時對UV254與DOC的去除率分別達到85.8%與59.7%。
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