- 1、本文档共7页,可阅读全部内容。
- 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
- 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载。
- 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
- 5、该文档为VIP文档,如果想要下载,成为VIP会员后,下载免费。
- 6、成为VIP后,下载本文档将扣除1次下载权益。下载后,不支持退款、换文档。如有疑问请联系我们。
- 7、成为VIP后,您将拥有八大权益,权益包括:VIP文档下载权益、阅读免打扰、文档格式转换、高级专利检索、专属身份标志、高级客服、多端互通、版权登记。
- 8、VIP文档为合作方或网友上传,每下载1次, 网站将根据用户上传文档的质量评分、类型等,对文档贡献者给予高额补贴、流量扶持。如果你也想贡献VIP文档。上传文档
查看更多
PAGE 1
不同制备温度下污泥生物炭对Cr(Ⅵ)的吸附特性
铬(Cr)主要来源于铬矿开采、皮革鞣制、电镀等行业,以Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)存在于环境中。Cr(Ⅵ)是世界公认的致癌物质,因具有毒性高、迁移性强、易生物富集等特点而备受关注。生物炭对Cr(Ⅵ)、Zn(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)等重金属有较好的吸附性能,具备来源广泛(作物秸秆、木质垃圾、市政污泥等)、性能稳定、制作成本低等显著特点,在重金属污染治理中得到了深入研究。
近年来,我国 \o 污水处理设施新闻专题 污水处理设施不断完善,预计到2020年污泥年产量将突破6000万t(含水率80%),污泥富含大量不稳定有机物、病原体、重金属等物质,若处理不当将造成严重的二次污染。但污泥也是一种潜在资源,将其热解制备成生物炭能够实现污泥的减量化、稳定化、无害化,且可回收具有能源价值的生物油、生物气,同时生物炭可作为吸附剂处理污水中的重金属。因此,将 \o 污泥热解制备新闻专题 污泥热解制备生物炭具备可观的经济与环境效益,近年来已成为该领域的研究热点。大量研究表明,制备温度会造成生物炭的表面空隙结构、官能团的数量、种类等特性的不同,是影响生物炭对重金属吸附性能的重要因素之一。但对于 \o 城市污泥新闻专题 城市污泥控制热解温度制备生物炭对重金属Cr(Ⅵ)的吸附特性研究仍较少。本文针对不同热解温度制备污泥生物炭对重金属Cr(Ⅵ)的吸附特性进行系统研究,以污泥为原料,不同温度梯度热解制备生物炭,对其性质进行表征分析,在不同pH值、初始Cr(Ⅵ)浓度、吸附时间的条件下,研究热解温度对生物炭吸附Cr(Ⅵ)的影响,以期为生物炭对重金属的吸附特性提供参考。
摘 要
以城市剩余污泥为原料,于300,400,500,600 ℃温度条件下制备生物炭,通过单因素静态吸附实验探讨制备温度对生物炭吸附Cr(Ⅵ)的影响。结果表明:在500 ℃以内随着温度上升制备的生物炭对Cr(Ⅵ)的吸附量增加,制备温度高于500 ℃后变化不明显;扫描电镜(SEM)、比表面积(BET)、傅里叶红外光谱(FTIR)表征结果显示,热解温度对生物炭表面形貌和官能团组成有显著影响;等温模型及动力学拟合结果表明,生物炭吸附Cr(Ⅵ)为单分子层吸附、物理-化学复合吸附。热解温度对污泥制备生物炭吸附Cr(Ⅵ)的性能有显著影响,最佳制备温度为500 ℃,在此条件制备的生物炭对Cr(Ⅵ)的理论吸附量可达7.93 mg/g。
01 结果与讨论
1.材料的表征
1)污泥生物炭的基本性质。
生物炭的基本理化性质见表2。结果显示:随着制备温度的升高,生物炭产率下降,pH值增大。这是因为在300 ℃条件下,热解过程以解聚、分解、脱气反应为主,大量挥发性物质排出,随着热解温度增加,反应越彻底,因此产率逐步下降。当制备温度400 ℃,产率变化趋势减缓,变化不大。同时,因为温度升高,生物炭中的无机离子会结合形成更多的无机碳酸盐等碱性物质。此外,随着制备温度的升高,生物炭的比表面积增大,SB400的BET值相较SB300增加仅为2.7倍,而SB500的BET值相较SB300却增加了36. 6倍,因为500 ℃时,污泥中的微生物残体等有机质迅速分解,挥发性物质快速释放和气体的产生引起孔道大量生成,使BET值急剧增加。
2)污泥生物炭电镜扫描(SEM)分析。
生物炭的扫描电镜见图1。可知:随着热解温度升高,形貌、尺寸越发均匀,孔道结构更加疏松,比表面积增加,有利于Cr(Ⅵ)扩散到内部,增加吸附量。
3)污泥生物炭红外光谱(FTIR)分析。
生物炭的红外(FTIR)图谱见图2。可知:生物炭的制备温度对表面官能团的种类和数量存在一定影响。①生物炭表面羟基(—OH)吸收峰(3250~3200 cm-1)伸缩振动峰变弱,羟基数量减少,因为温度升高结合水的脱离和氢键结合的羟基逐渐断裂;②烷烃中的—C—H(甲基—CH3和亚甲基—CH2)吸收峰(2960~2850 cm-1)减弱或消失,说明温度升高,烷烃基团流失,生物炭芳香性变强;③1650~1580 cm-1为芳烃上CC的伸缩振动峰变弱,1450~1370 cm-1为C—H弯曲振动峰变弱或消失,基团芳香化程度提高,材料更加稳定,增加更多的吸附点位提高吸附性能。
2.pH值对吸附性能的影响
溶液pH值影响生物炭的表面性质和吸附质的化学形态,是影响其吸附性能的重要因素之一。图3为不同pH值下生物炭对Cr(Ⅵ)的吸附性能。可知:吸附量随着pH值降低,这与Park等的研究结论一致,低pH时生物炭表面带正电荷吸附高pH时带负电荷排斥且OH-和竞争吸附位点,导致吸附能力下降;在pH为4.0~10.0时SB500吸附能力最强,SB300吸附能力最差,可能是因为SB500具有较大比表面积,吸附位点充足,虽然SB600拥
您可能关注的文档
- 150 MW锅炉城市污泥掺烧性能试验研究.doc
- 300MW燃煤锅炉污泥掺烧试验关键技术研究与工程应用.doc
- 餐厨垃圾预处理工艺研究及现场应用.doc
- 城市生活垃圾处理PPP模式问题与对策.doc
- 城市水务集团发展战略.doc
- 城市中水回用中膜污染分析及对策.doc
- 厨余垃圾处理技术适应性及能源化分析.doc
- 厨余垃圾及餐厨垃圾处理规模如何确定.doc
- 大数据技术在城市垃圾分类工作中应用.doc
- 大型催化裂化再生烟气实现超低排放实践.doc
- 《GB/T 32151.42-2024温室气体排放核算与报告要求 第42部分:铜冶炼企业》.pdf
- GB/T 32151.42-2024温室气体排放核算与报告要求 第42部分:铜冶炼企业.pdf
- GB/T 38048.6-2024表面清洁器具 第6部分:家用和类似用途湿式硬地面清洁器具 性能测试方法.pdf
- 中国国家标准 GB/T 38048.6-2024表面清洁器具 第6部分:家用和类似用途湿式硬地面清洁器具 性能测试方法.pdf
- 《GB/T 38048.6-2024表面清洁器具 第6部分:家用和类似用途湿式硬地面清洁器具 性能测试方法》.pdf
- 《GB/T 18238.2-2024网络安全技术 杂凑函数 第2部分:采用分组密码的杂凑函数》.pdf
- GB/T 18238.2-2024网络安全技术 杂凑函数 第2部分:采用分组密码的杂凑函数.pdf
- 《GB/T 17215.686-2024电测量数据交换 DLMS/COSEM组件 第86部分:社区网络高速PLCISO/IEC 12139-1配置》.pdf
- GB/T 13542.4-2024电气绝缘用薄膜 第4部分:聚酯薄膜.pdf
- 《GB/T 13542.4-2024电气绝缘用薄膜 第4部分:聚酯薄膜》.pdf
文档评论(0)