一种污泥活性炭的制备及其在兰炭废水处理中的应用

以城市生活污水厂脱水污泥和木屑的混合物为原料,利用ZnCl_2为活化剂制备污泥活性炭。研究了活化温度、活化时间、固液比和活化剂浓度对吸附性能的影响。在活化温度为650℃、活化时间30 min、固液比1∶1.5、活化剂浓度为5 mol·L~(-1)的最佳工艺条件下,制备得到的活性炭碘吸附值为584.85 mg·g~(-1),利用扫描电镜可以观察到其发达的孔隙结构。将制备的污泥活性炭应用于兰炭废水处理中,结果表明,污泥活性炭的投加量为180 g·L~(-1),pH为7,吸附时间60min,挥发酚和氨氮的去除率分别为73.38%和48.27%,废水中污染物浓度明显降低。     

污泥-烟煤基活性炭的制备及其对苯酚的吸附性能

以石化企业在污水处理过程中产生的干化剩余污泥为原料,大同烟煤作辅助添加料,采用化学活化法制备污泥-烟煤基活性炭,探讨了活化剂(ZnCl_2)用量、活化温度、活化时间等条件对所制备的活性炭性能的影响。以活性炭的碘吸附值为衡量指标,当污泥∶烟煤(质量比)=1∶1时获得制备污泥-烟煤活性炭的最佳工艺条件为:浸渍液为ZnCl_2∶原料(质量比)=2∶1,活化温度550℃,活化时间30 min,在该条件下制备的活性炭的碘吸附值为990 mg·g~(-1),比表面积为836m~2·g~(-1),产率为46.6%。同时,以苯酚为目标污染物,考察了所制备的污泥-烟煤基活性炭对苯酚的去除效果,结果表明:污泥-烟煤基活性炭投加量为2.0 g·L~(-1)时,4 h后达到吸附平衡,离子强度对吸附容量没有显著的影响,溶液pH在4~10范围内对苯酚有较好吸附,pH=6时苯酚吸附容量为138.9 mg·g~(-1)。与同类吸附剂相比,制备的污泥-烟煤基活性炭可高效吸附水溶液中的苯酚。     

棉秆基活性炭的制备及其对2,4-二硝基苯酚的吸附

以棉秆为原料，以KOH为活化剂，制备了高比表面棉秆基生物质活性炭。分析了制得的活性炭的元素组成、表面官能团、吸附能力等物化性能，探讨了浸渍比，活化温度，活化时间等工艺参数对制备活性炭得率、表面官能团、碘值、亚甲基蓝值等性能的影响，并通过静态吸附实验比较了不同条件下制备活性炭对2，4-二硝基苯酚的吸附性能，探讨了典型炭样品对2，4-二硝基苯酚的等温吸附特性。结果表明，KOH活化棉秆基生物质活性炭的表面物化性质随浸渍比、活化温度等工艺参数变化而变化，活化适宜条件为浸渍比1：3、活化温度800℃、活化时间90 min，在此条件下制得的炭样的碘值为1 251 mg/g，亚甲基蓝吸附值为478 mg/g，分别是国家一级品标准的1.25倍与3.54倍；对2，4-二硝基苯酚的Langmuir最大吸附量为747 mg/g，与Freundlich模型相比，Langmuir模型能较好地描述2，4-二硝基苯酚在炭样上的吸附行为，表明制备活性炭样品表面吸附位的能量分布较为均一。     

沙柳活性炭纤维的制备与表征

以(NH_4)_2HPO_4活化沙柳纤维制备活性炭纤维,L_(16)(4~5)正交实验优化制备工艺条件,重点研究了活化温度对活性炭纤维结构的影响。同时应用扫描电镜(SEM)对其表面形貌进行表征,通过N_2吸附-脱附测定其孔结构。结果表明,随着活化温度的升高,活性炭得率逐渐减小,碘吸附值先增大后减小,在浸渍比2.5∶1、预氧化温度200℃、预氧化时间90 min、活化温度为800℃、活化时间60 min的条件下,可以制备出比表面积为1 304 m~2·g~(-1)、总孔容为1.004 cm~3·g~(-1)、得率为31.6%、碘吸附值为1 321 mg·g~(-1)的纤维状活性炭。     

Fenton活化制备污泥炭对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能

利用Fenton活化法活化脱水污泥制备活性炭,研究了Fenton试剂投加量、活化时间、炭化温度、炭化时间和升温速率5种因素对制备污泥炭的影响。污泥炭的最佳制备工艺:Fenton试剂投加量为150 m L,活化时间为2.5 h,炭化温度为350℃,炭化时间为1 h,升温速率为20℃·min-1。污泥炭碘吸附值达到331.90 mg·g-1,BET比表面积为24.265 m~2·g-1。总孔容为0.146 cm~3·g-1,微孔率为17%。分析了吸附时间、pH值和吸附温度3种因素对污泥炭吸附水中Cr(Ⅵ)的影响。在吸附时间为90 min,pH=3,吸附温度为50℃时,污泥炭对Cr(Ⅵ)的吸附量为9.93 mg·g-1。吸附动力学符合准二级动力学模型描述,吸附过程符合Langmuir和Tempkin等温吸附模型描述。     

核桃壳炭化吸附废水中Cr(Ⅵ)的性能研究

采用氯化锌活化法制备生物质废物硬壳活性炭,工艺条件为:核桃壳与氯化锌溶液质量比为1∶1.5、氯化锌溶液质量分数50%、炭化温度300℃、炭化时间90 min、活化温度600℃、活化时间60 min。对产品比表面积、孔径和表征进行了分析,并探讨了该核桃壳活性炭吸附废水中六价铬的pH值、废水初始浓度、吸附时间、振动转速等影响因素。结果表明:制得的活性炭碘吸附值为1 038.33 mg/g,比表面积为645.36 m2/g,平均孔半径为1.37 nm。当活性炭用量为0.1 g,废水pH=3,吸附接触时间为1 h,取100 mL浓度为50 mg/L的含Cr6+废水时,处理吸附量可达48.57 mg/g。活性炭最大饱和吸附值为80.24 mg/g。吸附符合Langmuir等温模式,吸附等温方程式为Ce/Qe=0.0083+0.0121Ce。     

污泥活性炭的制备及其对酸性红G的吸附行为

以城市污水处理厂的脱水污泥为原料,用Zn Cl2活化法制备污泥活性炭,并研究其对水中酸性红G的吸附、脱附行为。选取活化剂浓度、固液比、活化温度及活化时间等因素,通过正交实验确定了最佳工艺,即Zn Cl2浓度30%,固液比1∶2,碳化温度500℃,碳化时间1.5 h。吸附实验结果表明,该污泥活性炭对水中酸性红G的吸附量随着温度升高而增加,在15、25和35℃条件下的最大吸附量分别为153.6、165.6和180.4 mg/g,且吸附等温线能较好用Langmuir方程进行模拟。酸性红G在污泥活性炭上的吸附动力学符合准二级反应动力学模型。污泥活性炭对酸性红G的吸附量随着溶液p H的增大而减小,污泥活性炭的最佳投加量为0.26 g/L。吸附饱和的污泥活性炭可通过碱处理和热处理方法进行脱附,脱附后的吸附剂对酸性红G仍具有很强吸附性能。     

生物质活性炭的制备及其染料废水中的应用

以城市污水厂活性污泥为原料,用3 mol/L ZnCl2溶液活化,通入水蒸气作活化气制备活性炭吸附剂.实验结果表明,温度为600℃条件下,活化时间为1 h,制得的活性炭其碘吸附值为374.10 mg/g,比表面积为381.62 m2/g,孔容积为0.25 cm3/g,微孔容积为0.11cm3/g.并进一步将生物质活性炭应用于染料废水的处理,考察了吸附时间、活性炭投加量和pH对色度及TOC的脱除效果的影响.室温下,酸性大红GR染料废水初始浓度为300 mg/L,污泥活性炭的最佳投加量为2%(质量分数),吸附15min,废水色度脱除率可达99.6%,TOC去除率可达99.7%,利用等温吸附实验作吸附等温线,吸附等温线可以用Freundlich或Langmuir方程描述.     

剩余污泥制备活性炭及其应用研究

以城市污水处理厂二沉池排出的剩余污泥为原料，采用不同活化方法制备活性炭，同时对比活化效果，研究了制备工艺条件对污泥活性炭吸附性能及产率的影响。结合比表面积、孔径分布和扫描电镜表征分析，对制备的污泥活性炭的性能进行评价，并探讨了污泥活性炭作为水处理吸附剂的去除效果。结果表明，以ZnCl₂为活化剂制备的活性炭性能较好，其最佳制备条件为：活化温度550℃，活化时间45 min，ZnCl₂浓度40％，固液比1∶2。制得的污泥活性炭的碘吸附值为496 mg/g，产率为51.8％，比表面积为301.4 m²/g,孔体积为0.37 mL/g，微孔体积为0.08 mL/g，平均孔径为5.78 nm。将该产品用于处理城市污水，投加量为0.8％，吸附平衡时间约为60 min时，对COD的去除率为81％，吸附容量为42.53 mg/g。     

脱水污泥制备含炭吸附剂及其应用研究

采用热解炭化法、物理活化法、化学活化法制备污泥含炭吸附剂,通过静态吸附实验研究各种影响污泥含炭吸附剂吸附性能的因素.实验结果表明,采用化学活化法制得的污泥含炭吸附剂吸附性能最好,在以ZnCl2为活化剂、锯末添加剂投加量为脱水污泥质量的1%、ZnCl2为3 mol/L、活化温度为450 ℃、活化时间为1.5 h、固液质量比(干污泥与活化剂溶液的质量比)为1:4的最佳制备条件下,制得的污泥含炭吸附剂碘吸附值在520 mg/g以上,产物收率>60%,比表面积>230 m2/g,总孔容积为0.35 mL/g,其中微孔容积为0.08 mL/g,中孔容积为0.23 mL/g.利用其处理城市污水,其对COD、色度、TP的去除率好于选定的商品颗粒活性炭.     

长柄扁桃核壳活性炭的制备及表征

以长柄扁桃核壳为原料采用磷酸活化法制备活性炭，分别研究了温度、时间、浸渍比和磷酸浓度对活性炭吸附性能的影响；进而采用氮气吸附曲线和SEM对最佳工艺条件下的活性炭进行了表征。结果表明，长柄扁桃核壳是一种优质的活性炭原料；当温度为400℃，活化时间2 h，浸渍比2：1，磷酸浓度60%时，得到产率为46.46%，碘吸附值和亚甲基蓝吸附值分别为1 073 mg/g、255 mg/g，比表面积高达1 740 m²/g，中孔率为73.12%的孔隙发达的高中孔率活性炭。     

磷酸低温活化蔗渣基中孔生物炭及其影响因素

以甘蔗渣为原料,磷酸为活化剂,采用低温活化法制备蔗渣基中孔生物质炭.采用L9(34)4因素3水平正交实验,探讨制备蔗渣基中孔生物质炭的实验方案与工艺条件;分析了浸渍比、烘干时间、活化温度、活化时间在3个不同水平下,对蔗渣基生物质炭碘吸附值、亚甲基蓝吸附值的影响.结果表明,对蔗渣基生物质炭孔结构和得率影响最大的因素是活化温度,影响最小的因素是烘干时间;实验范围内,提高活化温度有利于材料中孔结构的形成;最佳条件下制备的蔗渣基生物质炭其低温氮气等温吸附线有明显的回滞环,BET比表面积和总孔容分别为939 m2/g和1.35 mL/g,中孔占总孔容比例为89％,亚甲基蓝吸附值高达240 mg/g,远高于木质净水用活性炭国家一级标准(135 mg/g),属于典型的中孔炭.     

草酸钾活化法制备榴莲壳活性炭及其表征

以榴莲壳为原料,选择K2C2O4为活化剂,在自制氛围气中进行化学活化制备活性炭。考察了活化剂/原料浸渍比、活化温度与活化时间对活性炭的碘和亚甲基蓝吸附值及得率的影响。结果表明,制备榴莲壳活性炭的理想条件为:活化剂/原料浸渍比1.5∶1、活化温度800℃和活化时间120 min;此时活性炭的SBET(BET比表面积)、总孔容和微孔孔容分别为1 195 m2/g、0.60 cm3/g和0.41 cm3/g。利用比表面和孔隙度分析仪、场发射扫描电镜(FE-SEM)和傅立叶红外光谱法(FT-IR)对活性炭的孔结构特征、微观形貌和表面官能团进行了表征。FE-SEM观测结果显示榴莲壳活性炭孔隙结构发达,且含有丰富的中孔。     

响应曲面优化柏木屑微波活性炭的制备及其吸附AR88性能

以家具制造废弃物——柏木屑为原料,以磷酸为活化剂,采用微波加热方式,选用响应曲面分析法中心复合设计(CCD)对柏木屑活性炭(AC)制备因素进行优化,结果表明,活性炭最佳制备条件为磷酸/柏木屑质量浸渍比1.94∶1,辐照时间8.84 min,微波功率474.98 W,所得活性炭的碘吸附值为945.41 mg·g-1,得率为42.57%。将最优条件制备所得的柏木屑微波活性炭用于大分子染料酸性红88(AR88)的吸附特性研究,实验结果表明,AR88的去除率随着活性炭的投加量增加而升高,活性炭的吸附容量随着AR88浓度的升高而增加。活性炭对AR88的吸附符合Langmuir吸附等温模型,理论最大吸附量为322.58 mg·g-1。对柏木屑微波活性炭物化性质分析表明其表面存在大量无规则孔隙,比表面积、孔容和平均孔径分别为1 312 m2·g-1和0.896 cm3·g-1和2.88 nm。根据吸附结果和表征结果得知,柏木屑微波活性炭是一种具有潜力的高效吸附剂,能有效去除水中的AR88。     

废棉布制备活性炭影响因素与机理研究

研究了采用磷酸活化法制备废棉布活性炭的工艺条件。研究表明,废棉布活性炭吸附能力随着磷酸浓度、浸渍时间、活化温度和活化时间的增加呈现先增加后减小的趋势。最佳制备条件为:磷酸浓度40%,浸渍时间24 h,活化温度500℃,活化时间30 min。此时制备的废棉布活性炭性能优于商品活性炭。另外,通过对最佳浓度磷酸浸渍的废棉布进行热失重分析,对磷酸活化废棉布制备活性炭机理开展了初步研究,研究表明磷酸活化废棉布制备活性炭过程分为水分蒸发阶段、炭化阶段、过渡阶段、活化阶段和煅烧阶段。     

化学活化法制备羊骨基活性炭工艺的优化及其孔结构的表征

以氯化锌为活化剂,用羊骨为原料,利用化学活化法制备羊骨基活性炭。通过正交实验和单因素实验相结合得出最优工艺条件为:氯化锌溶液浓度0.05 g/100 mL、活化温度350℃、活化时间10 min、浸渍时间为36 h。在此最佳工艺条件下羊骨基活性炭的碘吸附量为407.35 mg/g,得率为62%;用此工艺制备的羊骨基活性炭等温曲线类型属于多层吸附;BET比表面积为59 m2/g,总孔容为0.1945 cm3/g,孔径分布落在1.31～20 nm之间,为中孔结构;羊骨基活性炭SEM图可看出,颗粒呈不规则状,结构疏松。     

响应面法优化甘蔗渣-污泥复合活性炭的制备工艺

为了提高污泥活性炭的吸附性能以提升其实际应用价值,提出在污泥中掺杂甘蔗渣制备复合活性炭,并采用Plackett-Burman联用响应面法对影响复合活性炭碘值的条件进行筛选优化。通过Plackett-Burman实验筛选出热解温度、热解时间和甘蔗渣与污泥干重比为主要影响因素,对这3个因素进行Box-Behnken实验,经响应面优化得到影响碘值的二次响应曲面模型,模型显示热解温度与热解时间、热解温度与干重比的交互作用显著,并确定了最佳制备条件:热解温度550℃、热解时间30 min和干重比50%,此时复合活性炭碘值为814 mg/g,优于未优化条件下制备的复合活性炭。通过比表面积、孔结构和碘值的测定以及元素和扫描电镜分析得出,甘蔗渣的掺杂提高了复合活性炭的比表面积、微孔体积、碘值及含碳量。研究结果表明,甘蔗渣掺杂和制备条件优化是提高污泥活性炭吸附性能的有效手段。     

NaOH活化栗苞生物质炭对亚甲基蓝的吸附性能

以栗苞炭化料(C-BC)为原料,以NaOH为活化剂制备栗苞活化生物质炭(Na-BC),研究其对水中亚甲基蓝的吸附行为。选取炭碱比、活化温度和活化时间为影响因素,通过正交试验确定了最佳活化工艺,即炭碱比为1∶4,活化温度为800℃,活化时间为30 min,此时Na-BC的最大吸附量为609.38 mg·g~(-1)。对最优条件下制备的生物质炭进行SEM、BET等表征,比表面积达1 563.78 m~2·g~(-1),总孔容达1.452 cm~3·g~(-1)。吸附实验结果显示,吸附反应能较好用Langmuir模型和准二级动力学方程模型进行模拟,Na-BC对亚甲基蓝的吸附为自发吸热反应。通过热法与碱法再生处理饱和吸附生物质炭,再生后的Na-BC对亚甲基蓝具有较好的吸附能力。     

改性核桃果皮基活性炭对Cu~(2+)的吸附

以核桃外果皮制备活性炭及改性活性炭,对制得的活性炭进行表征,研究了5种活性炭对重金属Cu~(2+)的吸附性能。研究表明,以氯化锌为活化剂制得的活性炭,其碘吸附值及表面酸性基团含量均高于磷酸活化制备的活性炭,改性后的活性炭吸附性能明显增强,碘吸附值最高达到678.53 mg·g~(-1),对Cu~(2+)的最高去除率达到91.43%。吸附量和Cu~(2+)去除率随时间、温度和p H的升高而增大,5种活性炭投加量增加,导致吸附量减小,但Cu~(2+)去除率增大,吸附平衡时间为3 h。5种活性炭对Cu~(2+)的吸附均符合准二级动力学模型。磷酸和氯化锌活化的活性炭吸附等温线符合Tempkin模型,而3种改性活性炭的吸附等温线则较好地符合Langmuir模型。     

CCD响应曲面法优化印染污泥木屑基活性炭制备

以印染污泥和木屑为混合原料,以NaOH为活化剂,通过化学活化法制备活性炭。对活化温度、活化时间和活化剂与基质混合比3个因素进行了研究,并采用中心组合设计(central composite design,CCD),建立了相应的二次方程。从响应曲面的方差分析中确立了对响应值影响最显著的因素依次为:活化温度、NaOH基质比和升温速率。其最佳工艺参数分别为:活化温度739℃,升温速率6.59℃/min,NaOH基质比为2.51。在最佳条件下制得碘吸附值为1 518.89 mg/g,BET比表面积为1 617.70 m2/g的活性炭。