主办单位: 共青团中央   中国科协   教育部   全国学联   上海市政府  

承办单位: 上海大学     

基本信息

项目名称:
以城市污水处理厂剩余污泥制备活性炭工艺
小类:
能源化工
简介:
剩余活性污泥是生化污泥,是污水经生物处理后由二沉池排放的污泥,由多种微生物形成的菌胶团及其吸附的有机物和无机物组成,含有难降解的有机物、重金属、盐类及少量的病原微生物和寄生虫卵等。因而探寻其合理的处理与处置途径是目前研究热点。 本项目以污水处理厂脱水污泥为原料采用化学活化法制备含炭吸附剂,与其他常用制备方法相比,吸附性能好,碘吸附值高。
详细介绍:
本项目以污水处理厂脱水污泥为原料以ZnCl2/Ca(OH)2为活化剂采用化学活化法制备含炭吸附剂。分析活性炭制备的影响因素,包括活化剂种类及用量的筛选、固液比及复配比的影响、活化时间及温度的影响,以优选制备方法并确定最佳实验条件。并对含炭吸附剂的孔结构进行了表征。

作品专业信息

撰写目的和基本思路

本项目以研制适合污泥物化特性的污泥活性炭制备的新型工艺体系和设备为主,实现全过程清洁生产及物料能源的充分利用与回收,克服传统制备方法的弊端,以实现污泥高附加值利用,为污泥资源化利用找到高效低能耗的新途径。研究制备工艺条件对污泥活性炭吸附性能的影响。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。

科学性、先进性及独特之处

目前的处置方式大多以填埋、掺烧、焚烧为主,高值化利用的处置技术研发相对滞后。利用这种污泥生产活性炭不仅性价比较高,而且还可作为一种着色、填充的上好材料,派生出各类塑料、橡胶的卷材、板材和管材等产品。更为重要的是可以提高污泥资源化利用率,产生可观的经济效益,同时能最大限度地减少污泥污染问题,实现污泥“减量化、稳定化、无害化与资源化处置”。

应用价值和现实意义

以集中式污水厂和造纸行业污泥为研究对象,研究利用化学活化法生产污泥活性炭的关键技术,实现污泥的高值化资源化利用。本项目不仅具有重要的现实意义,而且具有很强的技术创新性,为污泥高值化资源化循环利用开辟了新的处置方式和途径。

学术论文摘要

污泥是城市污水处理厂污水处理过程中产生的大量的固体废物。其中剩余活性污泥是污水经生物处理后由二沉池排放的生化污泥,由多种微生物形成的菌胶团及其吸附的有机物和无机物组成。 常用污泥制备活性炭制备方法有热解炭化法、物理活化法、化学活化法及微波法。重金属等有害物质通过高温作用得到固定,状态稳定,一般不产生环境问题。因污泥炭化的孔结构不发达,物理活化法的高温氧化使污泥中含有的较少碳元素大量损失,热解炭化法和物理活化法制备的污泥含炭吸附剂吸附性能较差。化学活化法所制得的污泥含炭吸附剂吸附性能最好,碘吸附值最高。

获奖情况

出于保密作品至今没有发表

鉴定结果

参考文献

[1] 董文茂. 污泥农用:引发土壤污染风险. 环境,2007(3):65-67. [2] 余杰,田宁宁,王凯军. 中国城市污水处理厂污泥处理、处置问题探讨分析. 环境工程学报,2007,1(1):82-86. [3] 方平,岑超平,陈定盛等. 脱水污泥制备含炭吸附剂及其应用研究. 环境污染与防治. 2008,30(8):41-45. [4] K. D. Smith, G. D. Fowler, S. Pulldet. Sewage sludge-based adsorbents: A review of their production, properties and use in water treatment applications. Water Research, 2009, 43: 2569-2594. [5] 黄利华. 剩余污泥制备活性炭及其应用研究. 环境工程学报,2008,2(11):1155-1159. [6] A. ROS, M. A. Lillo-Rodenas, E. Fuente, M. A. Montes-Mooran. High surface area materials prepared from sewage sludge-based precursors. Chemosphere, 2006, 65: 132-140.

同类课题研究水平概述

污泥生产活性炭技术最早在1960年由Razouk提出并开始研究。到1987年,Chiang等人开始用城市污水厂污泥制备吸附剂。Giselle等以造纸厂污泥为原料制备了高吸附性能的活性炭,并使用传统的充电放电循环以及阻抗光谱测试了将其作铿离子电池电极的可能性。美国依利诺斯工艺技术研究所成功开发出用造纸污泥生产活性炭和催化剂的炭载体材料。 余兰兰等以城市污水污泥为原料,采用不同活化方法制备活性炭吸附剂,对比不同活化剂的活化效果,并对影响活化产物吸附性能的因素进行研究。杨丽君等以污水污泥为原料,采用微波辐照磷酸活化的方法制备污泥活性炭。郭爱民等研究以制药污水处理厂污泥为原料,分别以磷酸和氯化锌为活化剂制备污泥活性炭,研究正交试验确定最佳工艺参数,并以果壳作添加剂提高活性炭性能。
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