污泥-兰炭末基成型活性炭的制备及吸附性能研究

采用H2SO4和ZnCl2复合活化法，以脱水污泥和兰炭末为原料制备了污泥-兰炭末基成型活性炭，研究了pH、固液比和吸附时间对其处理稀释10倍兰炭废水效果影响，并进行成型活性炭的再生。单因素和正交实验结果表明：影响成型活性炭碘吸附值的因素由大到小依次为：活化温度>活化时间>浸渍比。最佳制备工艺条件为：活化温度750 ℃、活化时间2 h、浸渍比1:2.5 g/mL。污泥-兰炭末混合物的活化炭化过程共分为4个阶段：第一阶段为室温到200 ℃吸附水逸出阶段；第二阶段为200～338 ℃污泥脱气释放出CH4、CO2和N2阶段；第三阶段为338～642 ℃污泥热解形成半焦阶段，640 ℃出现硫酸钙分解释放二氧化硫放热峰；第四阶段为642 ℃以后半焦形成焦炭和氯化锌挥发阶段。制备的成型活性炭平均孔直径约9 nm，比表面积约194 m2/g，且含有烷烃、芳烃、醇和酚等多种类型的烃类及含氧官能团。兰炭废水处理结果表明：当pH≈8、固液比1:30 g/mL、吸附时间32 h，氨氮去除率和色度去除率分别约为83 %、42 %，成型活性炭经5次再生后，碘吸附值和抗压强度分别降低了31 %和62 %