具有连续孔径分布特征的污水处理用污泥活性炭及其制备方法

摘要

本发明公开具有连续孔径分布特征的污水处理用污泥活性炭及其制备方法，在缺氧气氛下，以ZnCl₂、磷酸、K₂S和NaCl组成复配活化剂，对污泥进行活化，主要以磷酸发展中孔结构，污泥活性炭K⁺和Na⁺含量增加，有利于增强与污水中重金属离子的置换性能。再以水蒸气进行活化，在中孔表面生成丰富的微孔，最终得到的污泥活性炭BET比表面积不低于400m²/g，孔径在0.5‑50nm连续分布。制备的污泥活性炭作为污水处理的吸附剂，吸附污水中以Pb²⁺为代表的重金属离子和大分子污染物，具有良好的效果。

主权项

具有连续孔径分布特征的污水处理用污泥活性炭，其特征在于，污泥活性炭比表面积平均可达400—450m²/g，且孔径0.5‑50nm连续分布，微孔孔容平均为0.12—0.15cm³/g，中孔孔容平均为0.17—0.20cm³/g，按照下述步骤进行制备：步骤1，将污泥与复配活化剂水溶液混合均匀并浸泡，其中污泥的干燥基碳含量不低于30％，灰分不高于40％，含水率在10wt％‑20wt％；复配活化剂水溶液由ZnCl₂、磷酸、K₂S、NaCl和水组成，ZnCl₂浓度为1‑2.5mol/L，磷酸浓度为2‑5mol/L，K₂S加入量为干污泥质量的8％‑15％，NaCl加入量为干污泥质量的0.5％‑2％；污泥质量与复配活化剂水溶液体积比为1：(1—2.5)，20—25℃下浸泡8‑12h；步骤2，将步骤1制备的污泥与复配活化剂的混合物干燥至含水率低于10wt％，加入粘结剂成型，制备成型原料，以便于成品活性炭在污水处理中应用；污泥与复配活化剂的混合物与粘结剂的质量比为1：(0.2—0.35)；步骤3，将步骤2制备的成型原料在氮气中予以炭化，自室温20—25℃起，以8‑15℃/min的升温速率升温至450‑650℃并保温1—2.5h；步骤4，在经过步骤3的保温后，对成型原料进行第二步处理，以12‑20℃/min的升温速率，将温度升高至700‑850℃，并向反应体系中通入水蒸气和氮气的混合气体同时保温反应0.5‑2h，在混合气体中水蒸气体积百分数为30‑80％，在反应完成后停止通入水蒸气和氮气的混合气体，并持续向反应体系中通入氮气，以使在氮气气氛下自然冷却至室温20—25℃；步骤5，对自然冷却至室温的产物进行酸洗后，水洗至中性即可。