北极星水处理网新闻:随着人口的增加和人民生活水平的提高,水资源的使用逐渐增加,污水处理也在增加。截至2014年底,中国污水处理厂已达1,808个,污水处理能力13088万立方米,污泥产量3700多万吨。污泥处理的成本占污水处理厂运营成本的很大一部分。传统的污泥处理方法主要包括焚烧,填埋,堆肥和深海处理。污泥焚烧是一种高成本,高能量,高污染的处理方式。污泥焚烧不太可接受,但研究表明,在污泥焚烧过程中会排放重金属和氮氧化物。污泥填埋场是目前使用最广泛的技术,其成本较低。但是,由于污泥填埋过程污染严重,资源回收效率低,其环境和资源的可持续性有限。污泥堆肥可以实现资源回收和废物处理,但由于其重金属污染和病原体感染不能完全解决,其安全性受到质疑。由于污泥中含有大量有机物,因此在20世纪70年代,凯梅尔提出了污泥来制备活性炭。使用污泥作为制备活性炭的前体可以有效地回收资源并回收实验废物。同时,避免传染性病原体的传播,修复污泥中的重金属,防止污染土壤的水环境。

活性炭采用污泥制备,其吸附取决于比表面积,孔分布和表面官能团。通过控制制备条件,例如活化模式(物理或化学活化方法),活化剂类型和浓度,热解或活化温度,浸渍固液比,热解或活化顺序,可以实现污泥基活性炭的孔分布。等因素。同时,活化剂也是影响污泥基活性炭的表面官能团的重要因素。因此,优化制备条件是获得污染物去除率高的污泥活性炭的重要途径。

目前,关于通过热解或物理活化制备污泥活性炭的文章很少。许多文献都强调了污泥基活性炭的孔径和分布对污泥基活性炭吸附能力的影响。然而,一些文献仅报道了比表面积,并且尚未深入研究活性炭的孔结构。 Lu结合了活性炭的不同孔结构,通过活性炭吸附汞,指出比表面积不是影响其吸附能力的重要因素。同时,Lee和Park的研究表明微孔的存在对目标吸附物具有高吸附能。基于污泥的活性炭实现了高比表面积和发达的孔结构,主要取决于热解温度和停留时间等因素。

热解温度是影响使用物理活性污泥制备活性炭的重要因素。当热解温度过低时,污泥基活性炭的活化不充分,污泥中的许多物质不能参与反应或挥发,因此污泥的活性炭难以形成足够的孔隙,比表面积太低,吸附能力不高。随着温度的升高,更多的物质参与反应或挥发,形成大部分孔隙,并且吸附能力增加。然而,温度继续升高,这容易导致孔隙坍塌并且吸附能力降低。根据许多文献,物理活化法的热解温度可以获得在500~600℃的高吸附容量的活性炭。热解温度的升高也导致活性炭产率降低。

停留时间对污泥基活性炭具有相当大的影响。在较长的停留时间内,更多的热量进入炉子,导致水蒸发,导致更多的甘油被分子化,更多的物质从碳中挥发,最终导致产气量增加。然而,过长的停留时间导致活性炭孔塌陷并且吸附能力降低。增加停留时间也会增加能量消耗并增加制备成本。因此,优化停留时间有助于获得更高质量的污泥基活性炭。大多数文献表明,表面停留时间控制在1~2h。

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