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近年来,由于城市化进程和污水排放标准的不断严格,城市污水处理厂的数量和规模迅速增长,随之而来产生大量的剩余污泥,如果处理不当,会产生二次污染。污泥是一种富含有机物的碳质材料,在一定的条件下可将其转化成活性炭,既减少了脱水污泥的体积,又生成了高效、廉价的吸附剂。 本文以城市污水处理厂的消化污泥为原料、采用化学活化法制取活性炭。研究了活化剂种类、活化剂浓度、活化温度、活化时间及固液比等制备条件的影响,结合比表面积、孔径分布、扫描电镜形貌、热重和红外表征分析,对制备的污泥活性炭进行性能评价,对制备过程和机理进行初步探讨。对污泥活性炭吸附亚甲基蓝进行热力学和动力学研究,并探索了对模拟废水和实际染料废水的应用,对吸附后活性炭进行简单再生研究。 通过对本文的研究,得到以下成果: 分别采用氯化锌活化、硫酸活化、直接热解,制备了ACz、ACs、ACp三种活性炭。以碘值和亚甲基蓝表征吸附性能,确定了活性炭的最佳制取条件。三种活性炭的吸附能力大小依次为ACz>ACs>ACp。测定了污泥活性炭的比表面积和孔径分布,ACz的为458m2·g-1,孔径较小,主要集中在50(?)以下;ACs的为209m2·g-1,中孔比例较大,孔径100(?)左右的比例较大;ACp的为98m2·g-1,孔主要集中在40(?)和200(?)左右,中孔和大孔的比例较大。结合热重、红外分析,可以看出添加活化剂后可以降低制备温度,缩短制备时间,活化剂起到脱水和抑制焦油产生的作用。 热力学研究结果表明,MB在ACz上的吸附符合Freundlich型等温吸附,在ACs上的吸附既符合Langumir型等温吸附又符合Freundlich型等温吸附,在ACp上的吸附符合Langumir型等温吸附。吸附动力学研究结果表明,MB在制备的三种活性炭上的吸附行为均符合Lagergren二级动力吸附。 对制备的污泥活性炭进行了应用研究,并与商品炭的吸附能力进行了比较。ACz对酚的吸收能力大约是商品活性炭的1/4,但对于CCl4的吸附,两者相差不大,主要因为活性炭的吸附能力不仅与比表面积、孔隙结构有关,还与化学结构以及