Fenton強(qiáng)化污泥基活性炭的制備及其應(yīng)用.pdf

1、隨著污泥產(chǎn)量的增加和處理難度的加大,污泥的資源化利用越來越成為污泥的主要處理方式。其中污泥制備吸附劑是一項(xiàng)很有前景的方法,但利用剩余污泥制備活性炭的傳統(tǒng)方法存在活化劑利用不充分、活性炭應(yīng)用效果不佳等缺點(diǎn)。Fenton試劑廣泛應(yīng)用于污泥的調(diào)理,本論文采用Fenton活化法制備污泥基活性炭,得出制備最佳性能的污泥基活性炭的條件,闡述 Fenton試劑活化污泥制備活性炭的過程和機(jī)理。將制備的污泥基活性炭應(yīng)用于染料廢水的處理和H2S的削減。主要

2、研究結(jié)果如下:
　　(1)確定了利用Fenton反應(yīng)制備污泥活性炭的最佳制備條件:H2O2投加量為5％,H2O2與FeSO4·7H2O投加比為5:1,活化初始pH值為3,活化時間2h,污泥含固率1.0%,炭化溫度為600℃,炭化時間為2.0h,炭化升溫速率為10℃/min。在最佳制備條件下得到的污泥基活性炭產(chǎn)率為35.7%,碘吸附值為347mg/g, BET比表面積253 m2/g,總孔容為0.184cm3/g,其中微孔率42%。

3、Fenton試劑對污泥的活化是由于其在適宜的pH條件下產(chǎn)生的羥基自由基等基團(tuán)能夠破壞污泥中的微生物細(xì)胞,將污泥中的各種大分子有機(jī)物和難降解物質(zhì)氧化成一些小分子物質(zhì)。在炭化過程中徹底分解為二氧化碳和水蒸氣等氣體組分,在污泥炭表面形成大量的孔隙結(jié)構(gòu),同時活化后的污泥炭前驅(qū)體中的鐵氧化物能夠在高溫下與C反應(yīng),釋放出CO2氣體,對污泥基活性炭中微孔的形成具有很大貢獻(xiàn)。
　　(2)經(jīng)Fenton活化制備的污泥基活性炭對亞甲基藍(lán)染料和甲基橙染

4、料的飽和吸附量分別為67.3mg/g和46.1mg/g。污泥基活性炭對陰離子染料的吸附性能優(yōu)于陽離子染料。通過對染料吸附的等溫線和熱力學(xué)研究表明,兩種染料在活性炭上的吸附均是吸熱過程,染料的吸附反應(yīng)是自發(fā)進(jìn)行,是典型的物理吸附過程。吸附過程符合偽二級動力學(xué)模型,主要控速步驟是外部液面擴(kuò)散和界面層中間的擴(kuò)散。
　　(3)利用污泥基活性炭作催化劑降解亞甲基藍(lán),催化劑投加劑量為1.5g/L, H2O2投加量為25mM,初始pH為5,反應(yīng)

5、溫度45℃時亞甲基藍(lán)和TOC的去除率最高,分別為98.6%和68.3%。在降解過程中,羥基自由基是溶液中降解亞甲基藍(lán)的主要物質(zhì)。污泥載體上的鐵氧化物與溶液中H2O2形成 FeH2O2配合物,并通過分子內(nèi)電子轉(zhuǎn)移產(chǎn)生 HO·并進(jìn)攻吸附在炭基表面及附近溶液相中的亞甲基藍(lán),晶格中被氧化的Fe在H2O2和炭載體的作用下還原成Fe。
　　(4)污泥基活性炭對H2S的去除率隨著活性炭量的增大而增加,反應(yīng)5天時10g污泥基活性炭對H2S的去除率