响应面法优化微波热解制备污泥-秸秆吸附剂的工艺研究

以氯化锌为活化剂,采用微波诱导热解法制备秸秆-污泥复合吸附剂,根据Box-Behnken响应面优化法的设计原理,在单因素实验基础上,以氯化锌质量分数、微波功率、微波时间为考察因素,以秸秆-污泥复合吸附剂的碘值为响应值,建立了考察因素和响应值之间的二次多项式模型。回归分析结果表明,在热解时间和微波功率之间存在交互作用,氯化锌浓度和热解时间以及氯化锌浓度微波功率之间交互作用不明显。调整后的最佳制备参数为微波时间250 s,微波功率540 W,氯化锌含量1.0。在此优化条件下,制得秸秆-污泥复合吸附剂的碘值为621.45 mg/g。     

磷酸活化-微波热解改性污泥对镉的吸附性能

以城市污水处理厂剩余污泥为原料,利用磷酸活化-微波热解制取改性污泥。以此污泥作为吸附剂,对含Cd2+废水进行了吸附实验研究。考察了溶液反应时间、Cd2+浓度、pH值和吸附剂用量对镉吸附去除效果的影响;利用等温吸附实验作出吸附等温线,并考察了改性污泥吸附剂吸附Cd2+的动力学方程。实验结果表明,改性污泥对Cd2+有良好的吸附性能,吸附最佳pH值为6.0,吸附较好地符合一级动力学吸附模型和Langmuir-Freundlich等温吸附方程,吸附为物理吸附,吸附反应发生12 h后达到吸附平衡。     

微波法污水厂污泥制备活性炭的研究

研究了以污水厂污泥为原料、微波辐照下磷酸活化法制备污泥活性炭的工艺条件,探讨了微波功率、辐照时间以及磷酸浓度对活性炭碘值的影响.结果表明,微波功率480 W、辐照时间315 s、磷酸浓度40%～45%的条件下,制备的污泥活性炭碘值为301 mg/g,总孔孔容是0.37 mL/g,平均孔径8.8 nm,比表面积168 m2/g.将该污泥活性炭用于处理TNT红水,吸附效果良好.     

微波法制备污泥活性炭研究

采用微波加热法,以污水厂剩余污泥为原料,磷酸为污泥活化剂制备污泥活性炭.微波功率、辐照时间和磷酸浓度对污泥活性炭吸附性能具有显著影响,在最佳工艺条件微波功率480 W、辐照时间315 s和磷酸浓度40%条件下制得的活性炭碘值301 mg/g,比表面积168 m2/g,污泥中重金属绝大部分被固化.与传统商品炭相比,污泥炭孔隙结构以中孔为主.利用该活性炭处理城市生活污水处理厂出水,COD去除率可达87%以上,污泥炭的吸附等温线用Langmuir等温吸附模型进行描述.     

微波法污水厂污泥制备活性炭的研究

研究了以污水厂污泥为原料、微波辐照下磷酸活化法制备污泥活性炭的工艺条件,探讨了微波功率、辐照时间以及磷酸浓度对活性炭碘值的影响.结果表明,微波功率480 W、辐照时间315 s、磷酸浓度40%～45%的条件下,制备的污泥活性炭碘值为301 mg/g,总孔孔容是0.37 mL/g,平均孔径8.8 nm,比表面积168 m2/g.将该污泥活性炭用于处理TNT红水,吸附效果良好.     

响应面分析法优化造纸污泥吸附剂除磷工艺

以造纸厂废水污泥为原料,采用微波加热法制备造纸污泥吸附剂。利用制备的造纸污泥吸附剂对模拟含磷废水进行了吸附研究,探讨了吸附时间、投加量、pH值、转速和温度等因素对除磷效果的影响,并采用响应面设计法优化吸附工艺条件。结果表明,获得了最佳除磷工艺条件为吸附时间97 min,投加量6.9 g/L,pH=6,转速200 r/min,温度30℃,在此条件下磷的去除率可达99%以上。因此,造纸污泥吸附剂对磷的吸附效果良好,具有重要的实际应用价值。     

微波法制备工业污泥含碳吸附剂及其除铬性能

为实现工业集中区污水处理厂的脱水污泥(简称工业污泥)的废物资源化,以工业污泥为原料,通过氯化锌浸渍微波辐射法制备污泥炭吸附剂,探讨了制备过程中不同制备条件对污泥炭吸附剂吸附性能的影响,并用于吸附重金属离子铬。实验结果表明,除了微波功率、辐照时间等主要影响因素外,过滤条件、搅拌时间和盛放介质等因素也会影响污泥炭吸附剂的吸附性能,确定了工业污泥炭吸附剂的最佳制备条件是微波功率490 W,辐照时间10.0 min,氯化锌溶液浓度40%,搅拌时间24 h等,并且再生前后活性炭对含铬废水均有较好的处理效果;活性炭的投加量为1.0 g/L,Cr(Ⅵ)初始浓度和振荡速率分别为50 mg/L和100 r/min时,最佳除铬条件为pH、温度和吸附时间分别为2、室温(25℃)和1.0 h,在此条件下,Cr(Ⅵ)的去除率为98.5%,TCr的去除率为86.1%,从而为工业污泥的资源化提供了一条新途径。     

氯化锌法改性小麦秸秆制备生物碳质吸附剂及其对磷酸根的吸附效果

为实现农作物秸秆资源化,解决水体富营养化问题,将小麦秸秆化学改性成一种可以有效吸附水体中磷酸根的生物碳质吸附剂,重点考察了氯化锌法改性小麦秸秆制备生物碳质吸附剂的最佳工艺条件以及产品对水体中磷酸根的去除效果。结果表明,当氯化锌溶液质量浓度为250 g/L、浸渍比为2.2∶1、活化温度为600℃、活化时间为45 min时,所得的小麦秸秆生物碳质吸附剂的得率为37.85%,对磷酸根的去除率为99.33%。     

牛仔布加工厂印染污泥制备吸附剂的实验研究

基于牛仔布加工印染污泥主要由纤维和浮石组成的特征,研究了以其为原料制备吸附剂的工艺方法,探讨了活化时间等因素对制备吸附剂性能的影响规律。 采用氯化锌（ZnCl₂）化学活化法,在合适工艺条件下,即ZnCl₂浓度35％,浸渍固液比为1∶2,程序升温、热解活化温度500℃,恒温60 min,制备的印染污泥吸附剂收率为73.4％,吸碘值达到630.46 mg/g,对含COD 815 mg/L,色度530倍的印染废水,采用该吸附剂,COD去除率为76.3％,脱色率99.5％,优于商品活性炭的性能。     

碳氮共掺杂污泥基吸附剂去除水中Cr(Ⅵ)

以城市污水厂脱水污泥为原料,通过添加尿素等辅助材料碳化制备污泥基吸附剂。采用比表面积孔隙分布测定仪、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对吸附剂表面组成及其结构进行表征,对比研究了掺入添加剂前后碳化污泥吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附行为。结果表明,C/N共掺杂碳化污泥吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附性能较直接碳化污泥吸附剂明显提高,2种吸附剂的最佳吸附时间分别为2 h和4 h,p H是影响污泥基吸附剂吸附去除Cr(Ⅵ)的关键因素,其最适p H值均在1.0~2.5范围内。室温下C/N共掺杂污泥吸附剂吸附Cr(Ⅵ)符合Langmuir吸附模型,准二级动力学模型能很好地描述2种碳化污泥基吸附剂的吸附行为。热力学研究表明,C/N共掺杂污泥吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附是一个自发的吸热过程。     

ZnCl2法污泥含炭吸附剂对模拟烟气中气态汞的吸附

采用改进的ZnCl2学活化法制备污泥含炭吸附剂,利用EDS以及氮吸附等多种测试手段对所制得的污泥含炭吸附剂进行表征,并利用其处理模拟烟气汞污染物,实验结果表明,污泥含炭吸附剂对Hg^0吸附包括物理吸附作用和化学吸附作用,以物理吸附作用为主;随着Hg^0入口浓度的提高,污泥含炭吸附剂的Hg^0饱和吸附容量增大;随着吸附反应温度的升高污泥含炭吸附对Hg^0的吸附作用减弱;在吸附反应温度125℃,Hg^0入口浓度60．4μg／m3污泥含炭吸附剂和选定的活性炭对Hg^0吸附容量分别为81．2gg／g和53．8μg／g,污泥含炭吸附剂对Hg^0吸附作用好于选定的活性炭。     

ZnCl_2法污泥含炭吸附剂对模拟烟气中气态汞的吸附

采用改进的ZnCl2化学活化法制备污泥含炭吸附剂,利用EDS以及氮吸附等多种测试手段对所制得的污泥含炭吸附剂进行表征,并利用其处理模拟烟气汞污染物,实验结果表明,污泥含炭吸附剂对Hg0的吸附包括物理吸附作用和化学吸附作用,以物理吸附作用为主;随着Hg0入口浓度的提高,污泥含炭吸附剂的Hg0饱和吸附容量增大;随着吸附反应温度的升高污泥含炭吸附对Hg0的吸附作用减弱;在吸附反应温度125℃,Hg0入口浓度60.4 ug/m3,污泥含炭吸附剂和选定的活性炭对Hg0的吸附容量分别为81.2 ug/g和53.8 ug/g,污泥含炭吸附剂对Hg0的吸附作用好于选定的活性炭.     

生物基质活性炭对挥发性有机物的吸附

以咖啡渣和柚子皮生物基质为原料用磷酸活化法制成活性炭,探讨了制备条件对活性炭制备的影响,并研究了其对正丁烷的吸附行为。磷酸活化过程中磷酸的用量为生物基质质量的1.5倍为宜,咖啡渣采用超声干燥法,柚子皮采用水热法制备。制备的活性炭对正丁烷均有较好的吸附能力,以柚子皮为原料、磷酸用量为原料质量两倍活化制成的活性炭吸附性能最佳,最大吸附量约为商用活性炭的2倍。吸附剂均能较好地与兰格缪尔曲线相拟合,计算了不同正丁烷覆盖度下的等量吸附热,其变化规律与吸附曲线变化规律相一致。     

Evaluation of a novel carbon adsorbent for fractionation and treatment of halogenated organic wastes

A carbon adsorbent obtained by a procedure analogous to reverse burn coal gasification is being evaluated in our laboratory. This low surface area carbon adsorbent shows considerable promise as a fractionation medium for a variety of organics. The performance of the adsorbent compares favorably to the highly specialized carbon adsorbents such as PX-21 (Amoco Corp.). The adsorbent also has considerable potential for treatment of wastes containing organochlorine compounds. The adsorbent shows good adsorption capacity and can hold as much as 50% (w/w basis) of organic sludge while maintaining a relatively dry, granular character. Furthermore, this waste-loaded adsorbent is amenable to highly efficient self-sustained thermal degradation. Degradation efficiencies approaching 99.99 percent have been achieved for such recalcitrant organics as polychlorinated biphenyls and tetrachlorodibenzo-p-dioxins.     

改性粉煤灰在酸雾治理方面的研究

为去除化工生产等过程中产生的酸雾废气,首先用水作用法、微波法和传统湿法对粉煤灰进行改性试验,结果显示:传统湿法中的碱法效果最佳,改性后粉煤灰的BET比表面积是改性前的8.23倍.再用改性后的粉煤灰与廉价易得的天然矿物沸石和熟石灰作为活性组分,制得一种新型的复合吸附剂.常温常压下,动态吸附盐酸雾,实验结果表明:由改性粉煤灰制作的吸附剂G对盐酸雾的吸附性能比未经改性的吸附剂W有所提高,在文中所述条件下,饱和吸附量由改性前的331.4 mg/g提高到改性后的445.2 mg/g.     

热解含油污泥制备吸附剂及热解过程的优化

为资源化利用油田含油污泥,对高含油的孤岛采油厂含油污泥进行热解处理研究,以苯酚吸附值为基准对热解工艺过程进行优化,并采用ICP-MS、元素分析仪、气相色谱质谱仪和SEM对热解油品和残渣性质进行分析;正交实验和单因素实验结果相一致,热解最佳工艺条件为:N2保护下,热解温度550℃,热解时间4 h,升温速率10℃/min,此时苯酚吸附值为29.26 mg/g。通过对热解残渣苯酚吸附值为基准进行正交实验极差分析,热解温度的影响最大,其次是热解时间,最后是加热速率。SEM结果显示,热解含油污泥制备的固体残渣具有丰富的微米孔,可将其制备成多孔固体吸附剂。初步研究结果表明,含油污泥热解处理实现了无害化和资源化目的,满足国家节能减排的战略要求和农用污泥排放标准。     

Adsorption characteristics of benzene on biosolid adsorbent and commercial activated carbons

This study selected biosolids from a petrochemical waste-water treatment plant as the raw material. The sludge was immersed in 0.5-5 M of zinc chloride (ZnCl2) solutions and pyrolyzed at different temperatures and times. Results indicated that the 1-M ZnCl2-immersed biosolids pyrolyzed at 500 degrees C for 30 min could be reused and were optimal biosolid adsorbents for benzene adsorption. Pore volume distribution analysis indicated that the mesopore contributed more than the macropore and micropore in the biosolid adsorbent. The benzene adsorption capacity of the biosolid adsorbent was 65 and 55% of the G206 (granular-activated carbon) and BPL (coal-based activated carbon; Calgon, Carbon Corp.) activated carbons, respectively. Data from the adsorption and desorption cycles indicated that the benzene adsorption capacity of the biosolid adsorbent was insignificantly reduced compared with the first-run capacity of the adsorbent; therefore, the biosolid adsorbent could be reused as a commercial adsorbent, although its production cost is high.