的作用是不同的。目前,H2SO4、ZnCl2应用的最多,H3PO4和KOH应用的相对少一些。
?? 2.3 化学物理联合活化法
?? 化学-物理联合活化法是指将化学活化法与物理活化法有效地结合起来,通过调整活化气体流量以及污泥与活化剂的质量比来获得满意的污泥基活性炭。由化学活化法制备的活性炭以微孔为主,由物理活化法制备的活性炭主要是多孔微晶结构,由化学-物理联合活化法制备的污泥基活性炭以中孔为主,比表面积大,而且表面形成了特殊化学官能团。
?? 3 污泥基活性炭的实际应用
?? 污泥基活性炭的吸附性能良好,但是由于污泥基活性炭中含有重金属以及其比表面积的限制,目前主要应用于环境污染控制领域,主要集中在废水和废气的治理方面。 ?? 3.1 在废水处理中的应用
?? 目前,污泥基活性炭在废水处理方面的应用主要包括以下几个方面:吸附废水中的重金属离子,吸附废水中的染料,吸附苯酚或苯酚类化合物,在“活性污泥―活性炭粉末”处理工艺中的应用,吸附其他污染物,如COD、苯甲酸、四氯化碳等。在利用污泥基活性炭吸附废水中的各种污染物时,不仅要考虑污泥基活性炭的孔径结构和比表面积,同时还要考虑其表面官能团的化学作用。
?? 方平等采用ZnCl2作为化学活化剂对污泥进行高温热解制备污泥基活性炭,并将其应用于废水中Pb2+的去除。 Otero等利用污泥
制备活性炭,并对此活性炭去除有机废水中水晶紫(C16H8N2O8S2)、靛青红(C25H30ClN3)和苯酚等三种污染物的效果进行了研究。还有研究将污泥基吸附剂应用于废水中苯酚的去除,实验结果表明,当苯酚的浓度在100 mg/L~2000 mg/L范围内,吸附剂的质量浓度为0.5%,温度为25℃时,苯酚的平衡吸附容量为55 mg/g,吸附平衡时间为4 h。
?? 3.2 污泥基活性炭在废气处理中的应用
?? 目前,污泥基活性炭在废气处理中主要应用于恶臭气体H2S、二氧化硫等气体的去除。污泥基活性炭吸附去除H2S的主要机理为污泥基活性炭表面附着的一些金属氧化物对于H2S转化为S单质的催化氧化作用,主要与污泥基活性炭表面的空隙结构和污泥基活性炭表面催化剂的分布、位置及其与活性炭的结合方式有关,其中污泥基活性炭表面的空隙结构决定了反应产物固态硫的存储和转移,后者则决定了催化反应发生的程度。中孔结构较为发达的污泥基活性炭有利于氧化产物固态硫的储存,而且污泥基活性炭表面的金属氧化物有催化氧化作用,因此,对于H2S气体的去除,污泥基活性炭比商品活性炭更具有优势。有研究表明,当污泥基活性炭用于去除H2S时,其吸附容量为商品活性炭的2~3倍,平均100 g的污泥基活性炭就可以吸附10 gH2S气体。
?? 污泥基活性炭吸附二氧化硫时首先发生的是物理吸附过程,二氧化硫被吸附到活性炭表面以后继续被氧化为三氧化硫,最后与水反应生成硫酸,硫酸再与污泥基活性炭中的无机氧化物发生反应,生成
可溶性的硫酸盐,当污泥基活性炭中的活性无机组分消耗完毕时,反应停止。 ?? 4 结语
?? 将城市污水处理厂产生的污水污泥制备成孔隙结构发达的污泥基活性炭,既可以解决污泥的处理处置问题,又可以充分利用污泥中丰富的有机质,达到污泥资源化的目的。然而,不同物理活化剂和化学活化剂之间在污泥热解过程中存在不同的相互作用,探明活化剂之间的相互作用机理,对确定物理活化剂与化学活化剂的最优组合很关键,有待进一步深入研究。污泥基活性炭的制备过程中,挥发一定的有毒有害气体,需要研究其净化方法,以防止二次污染的发生。 ?? [参考文献]
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