污泥炭质吸附剂的制备及脱臭性能研究

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1、工学硕士学位论文污泥炭质吸附剂的制备及脱臭性能研究王鹤哈尔滨理工大学2018年3月国内图书分类号：O69工学硕士学位论文污泥炭质吸附剂的制备及脱臭性能研究硕士研究生：王鹤导师：李芬申请学位级别：工学硕士学科、专业：化学工程与技术所在单位：化学与环境工程学院答辩日期：2018年3月授予学位单位：哈尔滨理工大学ClassifiedIndex：O69DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringStudyonpreparationofsludgeadsorbentanditsadsorptionperformanceofdeodorizat

2、ionCandidate：WangHeSupervisor：LiFenAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：ChemicalEngineeringandTechnologyDateofOralExamination：March,2018University：HarbinUniversityofScienceandTechnology哈尔滨理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《污泥炭质吸附剂的制备及脱臭性能研究》，是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间独立进行研

3、究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文研究工作做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名：日期：年月日哈尔滨理工大学硕士学位论文使用授权书《污泥炭质吸附剂的制备及脱臭性能研究》系本人在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归哈尔滨理工大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解哈尔滨理工大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门提交论文和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权哈尔滨理工大学可以采

4、用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于保密，在年解密后适用授权书。不保密(请在以上相应方框内打√)作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日污泥炭质吸附剂的制备及脱臭性能研究摘要国家为解决水污染问题，兴建了大量的污水处理厂，污水处理装置的运行改善了水环境质量，但同时也带来了剩余污泥和恶臭气体的污染问题。鉴于此，本文将剩余污泥的处置与恶臭气体治理问题相结合，制备了污泥炭质吸附剂，并用于恶臭气体的治理中，该研究符合环保与可持续发展理念，可达到以废治废的目的。本文以剩余污泥为原料，玉米棒灰浸取液为活化剂，制备出污泥粉末炭质吸附剂，以

5、脱臭性能为评价指标，通过单因素实验优化出污泥炭的最佳制备条件；结果表明，当污泥与玉米棒灰的质量比为1:2，活化温度为600℃，N2氛围下活化时间75min时，所制得的炭材料（BAC）具有较好的脱臭性能，对H2S和CH3SH的穿透时间分别为165min和77min；为进一步提高污泥炭脱臭性能，在泥灰比为1:2的条件下，向玉米棒灰浸取液中添加尿素，采用正交试验优化污泥炭的制备条件。结果表明，当热解温度为550℃，热解时间60min，尿素添加比例与污泥质量比为1.5:1时制得的炭材料（UBAC）脱臭性能最佳，H2S的穿透时间达到了200min，而CH3SH的穿透时间接近100mi

6、n；再生试验结果表明，BAC和UBAC均可进行一次再生后的使用，且再生后粉末炭UBAC的脱臭能力要好于BAC，说明尿素的加入有利于污泥粉末炭脱臭性能的提高。为使污泥粉末炭更具有实用价值，分别采用浸渍法和涂布法将粉末炭粘结在无纺布上制备出污泥炭布，并对炭布的制备工艺进行了优化。研究表明涂布法制得的炭布吸附H2S性能要明显好于浸渍法制得的炭布，当粉末炭、分散剂和粘合剂以25:1:4的质量比配制时，BAC粉末炭制得的炭布对H2S的吸附效果最好，其穿透时间可达155min，对CH3SH的穿透时间接近40min，而UBAC炭布的脱臭效果要优于BAC炭布，其对H2S和CH3SH的穿透时

7、间分别为180min，47min。XRD、SEM、FT-IR、比表面积和孔结构分析表明，粉末炭BAC和UBAC的物相组成非常相似，表面都含用-OH，C-O等官能团，UBAC粉末炭则还含有N-H等含氮官能团。但BAC比表面积稍高于UBAC，而UBAC则具有更大的孔体积，说明UBAC的孔径分布更广，与脱臭试验结合分析表明孔结构和表面官能团协同影响污泥炭的脱臭性能；污泥炭布的结构与粉末炭相似。XPS和EDS测试结果显示，污泥粉末炭吸附硫系恶臭气体后，H2S被氧化成单质硫和-I-硫酸盐，而CH3SH只以硫酸盐的形式存在。关