制药污水处理厂污泥制活性炭的研究

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【摘 要】本实验对制药污水处理厂污泥制活性炭的工艺进行研究。
【关键词】污泥；活性炭；研究
污泥是由水和污水处理过程所产生的固体沉淀物质[1-5]。污泥是一种由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体污泥污泥等组成的极其复杂的非均质体。污泥有机物含量高，容易腐化发臭，比重较小，呈胶状液态[6-11]。本实验对制药污水处理厂污泥制活性炭的工艺进行研究。
1.材料与方法
1.1污泥来源
本研究用污泥取自某药厂污水处理厂，该厂采用UASB厌氧+生物接触氧化法处理制药废水，产生的污泥挥发份和含碳量均较高。
1.2试剂与仪器
氯化锌（湖北信河化工有限责任公司）、可溶性淀粉（天津市天一达化工有限公司）、重铬酸钾（天津金汇太亚化学试剂有限公司）、盐酸（天津市天一达化工有限公司）、硫酸（天津市天一达化工有限公司）、碘化钾（天津市天一达化工有限公司）、碘（天津金汇太亚化学试剂有限公司）、硫代硫酸钠（天津市天一达化工有限公司）、硫酸银（湖北信河化工有限责任公司）、硫酸亚铁铵（天津市天一达化工有限公司）、邻菲哕啉（湖北信河化工有限责任公司）、硫酸汞（天津市凯信化学工业有限公司）、电热鼓风干燥箱（北京鸿达天矩试验设备有限公司）、马弗炉（郑州马弗炉万博制造有限公司）、瑞士梅特勒-托利多MS精密天平（梅特勒-托利多中国公司）、振荡器（北京晶圆智通科技有限公司）。
1.3制备工艺
将污泥干燥，经粉碎、筛分后加入果壳，置于氯化锌溶液中浸泡一天，干燥，放入马弗炉中，在隔绝空气的情况下进行活化炭化。冷却后，用热的10%盐酸清洗5次，再用热蒸馏水清洗5次，干燥至恒重即得成品。选取固液比、活化剂浓度、活化温度及活化时间4个影响因素探寻实验的最佳工艺条件[12]。分别采用氯化锌浓度为20%、30%、40%、50%，活化时间为20分钟、30分钟、40分钟、50分钟，活化温度500摄氏度、550摄氏度、600摄氏度、650摄氏度，固液比为1：1、1：2、1：3、1：4进行正交实验。实验结果表明。主要因素依次为活化时间、活化温度、氯化锌浓度、固液比，最佳工艺为活化时间为40分钟，活化温度为600摄氏度，氯化锌浓度为40%，固液比为1：2。
2.活性炭对GOD吸附性能
用污泥活性炭对制药废水进行静态实验和动态实验，观测其对COD的吸附量效果。
2.1静态吸附
试验用废水取自制药厂经IJASB处理后的废水，通过测定污泥活性炭吸附前后废水COD值的变化来确定其吸附能力。在相同的COD浓度，不同量污泥活性炭，静态吸附24h时测，污泥活性炭使用量为每升100毫克吸附量为17毫克/克；污泥活性炭使用量为每升200毫克吸附量为26毫克/克；污泥活性炭使用量为每升300毫克吸附量为27毫克/克；污泥活性炭使用量为每升400毫克吸附量为27毫克/克；污泥活性炭使用量为每升500毫克吸附量为28毫克/克；污泥活性炭使用量为每升600毫克吸附量为27.8毫克/克；污泥活性炭使用量为每升700毫克吸附量为27.6毫克/克；污泥活性炭使用量为每升800毫克吸附量为27.6毫克/克。污泥活性炭使用量为每升500毫克。当吸附浓度较低时，吸附量的增长速率较快，随着浓度的增加，吸附量的增加速率变得缓慢，当污泥活性炭使用量为每升400毫克以后吸附量基本保持不变。在相同的污泥活性炭（5克），不同量的COD浓度，静态吸附24 h时测，COD浓度为50毫克/升时吸附量为14毫克/克；COD浓度为100毫克/升时吸附量为14毫克/克；COD浓度为150毫克/升时吸附量为29毫克/克；COD浓度为200毫克/升时吸附量为29毫克/克；COD浓度为250毫克/升时吸附量为29毫克/克；COD浓度为300毫克/升时吸附量为28毫克/克；COD浓度为350毫克/升时吸附量为28毫克/克；COD浓度为400毫克/升时吸附量为28毫克/克。吸附量随着浓度的增加而增加，当COD浓度为150毫克/升以后吸附量基本保持不变。
2.2动态吸附
对污泥活性炭的动态吸附量进行研究，确定动态吸附量。实验采用直径为50毫米的吸附柱，装填60克污泥活性炭，废水由柱口流入下部流出，废水流入吸附柱后停留四十分钟后排出，连续运行四十小时，定时测定出水的COD浓度。当运行时间为2.5小时时COD浓度为180毫克/升；运行时间为2.5小时时COD浓度为180毫克/升；运行时间为5小时时COD浓度为200/升；运行时间为7.5小时时COD浓度为210升；运行时间为10小时时COD浓度为280毫克/升；运行时间为12.5小时时COD浓度为330毫克/升；运行时间为15小时时COD浓度为360毫克/升；运行时间为17.5小时时COD浓度为410毫克/升；运行时间为20小时时COD浓度为420毫克/升；运行时间为22.5小时时COD浓度为460毫克/升；运行时间为25小时时COD浓度为460毫克/升；运行时间为27.5小时时COD浓度为465毫克/升；运行时间为30小时时COD浓度为465毫克/升；运行时间为32.5小时时COD浓度为469毫克/升；运行时间为35小时时COD浓度为490毫克/升；运行时间为37.5小时时COD浓度为500毫克/升；运行时间为40小时时COD浓度为530毫克/升。实验结果表明污泥活性炭可连续降解水中COD值。 [科]
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