制藥污水處理廠污泥制活性炭的研究

龍連晶

【摘 要】本實驗對制藥污水處理廠污泥制活性炭的工藝進行研究。

【關鍵詞】污泥；活性炭；研究

污泥是由水和污水處理過程所產生的固體沉淀物質[1-5]。污泥是一種由有機殘片、細菌菌體、無機顆粒、膠體污泥污泥等組成的極其復雜的非均質體。污泥有機物含量高，容易腐化發臭，比重較小，呈膠狀液態[6-11]。本實驗對制藥污水處理廠污泥制活性炭的工藝進行研究。

1.材料與方法

1.1污泥來源

本研究用污泥取自某藥廠污水處理廠，該廠采用UASB厭氧+生物接觸氧化法處理制藥廢水，產生的污泥揮發份和含碳量均較高。

1.2試劑與儀器

氯化鋅（湖北信河化工有限責任公司）、可溶性淀粉（天津市天一達化工有限公司）、重鉻酸鉀（天津金匯太亞化學試劑有限公司）、鹽酸（天津市天一達化工有限公司）、硫酸（天津市天一達化工有限公司）、碘化鉀（天津市天一達化工有限公司）、碘（天津金匯太亞化學試劑有限公司）、硫代硫酸鈉（天津市天一達化工有限公司）、硫酸銀（湖北信河化工有限責任公司）、硫酸亞鐵銨（天津市天一達化工有限公司）、鄰菲噦啉（湖北信河化工有限責任公司）、硫酸汞（天津市凱信化學工業有限公司）、電熱鼓風干燥箱（北京鴻達天矩試驗設備有限公司）、馬弗爐（鄭州馬弗爐萬博制造有限公司）、瑞士梅特勒-托利多MS精密天平（梅特勒-托利多中國公司）、振蕩器（北京晶圓智通科技有限公司）。

1.3制備工藝

將污泥干燥，經粉碎、篩分后加入果殼，置于氯化鋅溶液中浸泡一天，干燥，放入馬弗爐中，在隔絕空氣的情況下進行活化炭化。冷卻后，用熱的10%鹽酸清洗5次，再用熱蒸餾水清洗5次，干燥至恒重即得成品。選取固液比、活化劑濃度、活化溫度及活化時間4個影響因素探尋實驗的最佳工藝條件[12]。分別采用氯化鋅濃度為20%、30%、40%、50%，活化時間為20分鐘、30分鐘、40分鐘、50分鐘，活化溫度500攝氏度、550攝氏度、600攝氏度、650攝氏度，固液比為1：1、1：2、1：3、1：4進行正交實驗。實驗結果表明。主要因素依次為活化時間、活化溫度、氯化鋅濃度、固液比，最佳工藝為活化時間為40分鐘，活化溫度為600攝氏度，氯化鋅濃度為40%，固液比為1：2。

2.活性炭對GOD吸附性能

用污泥活性炭對制藥廢水進行靜態實驗和動態實驗，觀測其對COD的吸附量效果。

2.1靜態吸附

試驗用廢水取自制藥廠經IJASB處理后的廢水，通過測定污泥活性炭吸附前后廢水COD值的變化來確定其吸附能力。在相同的COD濃度，不同量污泥活性炭，靜態吸附24h時測，污泥活性炭使用量為每升100毫克吸附量為17毫克/克；污泥活性炭使用量為每升200毫克吸附量為26毫克/克；污泥活性炭使用量為每升300毫克吸附量為27毫克/克；污泥活性炭使用量為每升400毫克吸附量為27毫克/克；污泥活性炭使用量為每升500毫克吸附量為28毫克/克；污泥活性炭使用量為每升600毫克吸附量為27.8毫克/克；污泥活性炭使用量為每升700毫克吸附量為27.6毫克/克；污泥活性炭使用量為每升800毫克吸附量為27.6毫克/克。污泥活性炭使用量為每升500毫克。當吸附濃度較低時，吸附量的增長速率較快，隨著濃度的增加，吸附量的增加速率變得緩慢，當污泥活性炭使用量為每升400毫克以后吸附量基本保持不變。在相同的污泥活性炭（5克），不同量的COD濃度，靜態吸附24 h時測，COD濃度為50毫克/升時吸附量為14毫克/克；COD濃度為100毫克/升時吸附量為14毫克/克；COD濃度為150毫克/升時吸附量為29毫克/克；COD濃度為200毫克/升時吸附量為29毫克/克；COD濃度為250毫克/升時吸附量為29毫克/克；COD濃度為300毫克/升時吸附量為28毫克/克；COD濃度為350毫克/升時吸附量為28毫克/克；COD濃度為400毫克/升時吸附量為28毫克/克。吸附量隨著濃度的增加而增加，當COD濃度為150毫克/升以后吸附量基本保持不變。

2.2動態吸附

對污泥活性炭的動態吸附量進行研究，確定動態吸附量。實驗采用直徑為50毫米的吸附柱，裝填60克污泥活性炭，廢水由柱口流入下部流出，廢水流入吸附柱后停留四十分鐘后排出，連續運行四十小時，定時測定出水的COD濃度。當運行時間為2.5小時時COD濃度為180毫克/升；運行時間為2.5小時時COD濃度為180毫克/升；運行時間為5小時時COD濃度為200/升；運行時間為7.5小時時COD濃度為210升；運行時間為10小時時COD濃度為280毫克/升；運行時間為12.5小時時COD濃度為330毫克/升；運行時間為15小時時COD濃度為360毫克/升；運行時間為17.5小時時COD濃度為410毫克/升；運行時間為20小時時COD濃度為420毫克/升；運行時間為22.5小時時COD濃度為460毫克/升；運行時間為25小時時COD濃度為460毫克/升；運行時間為27.5小時時COD濃度為465毫克/升；運行時間為30小時時COD濃度為465毫克/升；運行時間為32.5小時時COD濃度為469毫克/升；運行時間為35小時時COD濃度為490毫克/升；運行時間為37.5小時時COD濃度為500毫克/升；運行時間為40小時時COD濃度為530毫克/升。實驗結果表明污泥活性炭可連續降解水中COD值。 [科]

【參考文獻】

[1]由陽，彭軼，袁志國，李夕耀，彭永臻.富含聚磷菌的好氧顆粒污泥的培養與特性[J].環境科學，2008（08）.

[2]宋志偉，梁洋，任南琪.有機負荷對SBAR中好氧顆粒污泥特性影響的研究[J].環境科學與技術，2008（10）.

[3]姜峰，董麗，馮輝霞，楊冠.SBR反應器中好氧顆粒污泥培養及其除污性能[J].蘭州理工大學學報，2009（06）.

[4]李浩，袁林江.好氧SBR反應器中污泥顆粒化過程的成核研究[J].中國給水排水，2008（13）.

[5]李媛，沈耀良，孫立柱.采用CSTR反應器培養好氧顆粒污泥的研究[J].中國給水排水，2008（05）.

[6]艾石基，解慶林，馬麗麗，游少鴻，紀宏達，容小清.好氧顆粒污泥顆粒化影響因素及應用現狀[J].環境科學與管理，2009（05）.

[7]姚磊，葉正芳，王中友，倪晉仁.好氧顆粒污泥對Pb2+的吸附特性研究[J].科學通報，2007（20）.

[8]丁友成，戚秀云，張穎，王愛杰.亞硝化型好氧顆粒污泥的培養[J].東北農業大學學報，2008（11）.

[9]汪善全，張勝，李曉娜，竺建榮.高濃度Vc生產廢水培養好氧顆粒污泥的試驗研究[J].環境科學，2007（10）.

[10]牟麗娉，黃鈞.SBR中好氧顆粒污泥及其脫氮功能的研究進展[J].中國給水排水，2009（02）.

[11]周延年，韋甦，姚新衛，黃國賢，沈俊贇，賈利明，李軍.工業園區廢水好氧顆粒污泥的培養[J].工業水處理，2010（05）.

[12]詹亮，李開喜，朱星明，等.高硫焦制備超級活性炭的正交實驗研究[J].石油學報，2002，18（1）：89-92.