污泥秸秆活性炭制备及参数研究

【摘要】：随着污水处理厂废水处理量的增加，污泥的量也逐渐增多，传统的污泥处理处置方法易对环境造成二次污染，对新方法的探索已迫在眉睫。我国是一个农业大国，农作物秸秆年产量大，有机物含量丰富，农作物秸秆的资源化利用成为许多学者的研究重点。目前，利用污泥和秸秆烧制活性炭是国内外学者研究的热点之一。 本文以市政污泥和玉米秸秆为原料，氯化锌为活化剂制备活性炭，并对制备的活性炭进行吸附性能表征分析和渗滤液静态吸附，最后对热解前后的物料和能量进行衡算。主要研究内容及结论如下： 对不同秸秆比例的原料进行热解实验发现，秸秆比例越高，原料的烧失率和碘吸附值越大，且实验的重现性好。 将秸秆比例为0%、45%和90%的原料进行热重实验。从TG曲线发现热解过程主要分为水分析出阶段，蛋白质、脂肪、纤维素、半纤维素等有机物挥发分析出阶段和木质素等热分解三个阶段。从DTG曲线发现秸秆比例越高，第二阶段热分解速率越大，原料失重率越大。从DTA曲线发现原料在整个热解反应过程中放热，且秸秆比例越大，放热量越多。 对秸秆比例为0%、30%、45%、60%和90%的原料热解制得的活性炭进行渗滤液吸附实验，结果表明，5种活性炭最佳投加量分别为1.5%、1.5%、2%、1.5%、1%；最佳吸附时间分别为40min、50min、40min、40min、40min；最佳pH值为4。 对秸秆比例为45%的原料进行热解能量衡算发现，热解1kg干基原料得到热解气和热解液的能量分别为1605.11kJ、8354.22kJ。 【关键词】：活性炭 污泥 共热解 渗滤液吸附 热重分析 能量衡算
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-17
• 1.1 实验原料概况8-11
• 1.2 污泥活性炭的制备方法11-13
• 1.3 国内外研究现状13-14
• 1.4 课题研究目的及意义14-15
• 1.5 课题来源与研究内容15-17
• 2 实验材料与方法17-24
• 2.1 实验材料和仪器17-19
• 2.2 实验方法19-24
• 3 活性炭的表征及结果分析24-31
• 3.1 烧失率及碘吸附实验24-25
• 3.2 热重实验及动力学分析25-31
• 4 渗滤液静态吸附实验31-39
• 4.1 吸附剂投加量对渗滤液中 COD 去除的影响31-32
• 4.2 吸附时间对渗滤液 COD 去除的影响32-33
• 4.3 pH 值对渗滤液 COD 去除的影响33-34
• 4.4 吸附等温线34-36
• 4.5 GC/MS 分析36-39
• 5 污泥秸秆吸附剂物料与能量衡算39-47
• 5.1 热解过程的物料衡算39-40
• 5.2 热解过程的能量衡算40-47
• 6 结论与建议47-49
• 6.1 结论47-48
• 6.2 建议48-49
• 致谢49-50
• 参考文献50-53

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