基本信息
- 項目名稱：
- 污泥焚燒灰及其酸改性物制備吸附劑在工業(yè)廢水重金屬處理中的應用
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 自然科學類學術論文
- 簡介：
- 污泥焚燒技術由于處理速度快、減容減重比大、可回收熱能等優(yōu)點，越來越受青睞。已有研究表明污泥焚燒灰渣除了富含硅鋁類物質(zhì)外，還呈多孔蜂窩狀，有較大的表面積，對多種重金屬離子具有較好的吸附能力。本課題研究了污泥焚燒灰渣及其改性后在廢水重金屬處理中效果。
- 詳細介紹：
- 本課題以“以廢治廢”的思路對污泥焚燒灰渣進行資源化利用的探索，首先研究了生活污泥和工業(yè)污泥灰渣的重金屬浸出特征，然后以生活污泥灰渣為吸附劑探索了用磷酸改性前后在不同條件下對常見重金屬Cu2+、Ni2+的去除效果并獲得了最佳吸附工藝條件。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 目的：為剩余污泥開發(fā)新的處置方法；把污泥灰開發(fā)成新型環(huán)保材料。 基本思路：首先研究不同污泥焚燒灰在不同條件下重金屬的浸出特征，表明其浸出量較少不影響其在廢水中的應用；然后探究不同污泥灰劑量，在不同溫度，不同酸堿度條件下對廢水中多種重金屬的處理效果，并尋找合適的改性劑（如酸和一些鹽類）和活化條件，對污泥焚燒灰進行改性，對改性后的焚燒灰在同樣條件下進行廢水處理對比實驗。
科學性、先進性及獨特之處
- 本課題利用不同污泥制備了污泥焚燒灰吸附劑，利用的大型分析儀器AAS量檢測其處理廢水效果，并對改性前后數(shù)據(jù)進行了對比分析，研究結果為污泥焚燒灰制備吸附劑提供有益的數(shù)據(jù)補充，因此本研究具有一定的科學性和先進性。 本課題在前人的研究基礎上對不同污泥焚燒灰在活化條件前后進行實驗，并同時對多種常見的重金屬進行吸附實驗，更全面地反映污泥灰的處理效果，以及為研發(fā)新型環(huán)保吸附材料提供科學依據(jù)。
應用價值和現(xiàn)實意義
- 污泥焚燒可以最大限度地使其減量化和無害化，近年來得到迅速發(fā)展和推廣，但其產(chǎn)大量污泥灰急需可靠的處置。本課題正是圍繞著如何“以廢治廢”開發(fā)污泥灰作吸附劑而展開的。 本作品的應用價值和現(xiàn)實意義體現(xiàn)在： （1）本課題能為解決污泥焚燒灰處理提供一個可行的環(huán)保方案。（2）對污泥灰進行二次利用，達到“資源化”的目的。（3）為污水治理及吸附劑開發(fā)提供科學依據(jù)。
學術論文摘要
- 污泥焚燒技術目前被視為污泥處理的最佳方法，近年來也得到了廣泛的發(fā)展。然而，污泥焚燒灰因富集了重金屬等危害物質(zhì)而被普遍認為是一種危險物質(zhì)，需要進一步處理處置。研究發(fā)現(xiàn)，污泥焚燒灰除了富含硅鋁物質(zhì)外，還呈多孔蜂窩狀，有較大的表面積，對多種重金屬離子具有較好的吸附能力。 本課題首先研究了生活污泥焚燒灰和造紙污泥焚燒灰的重金屬浸出特性；然后以生活污泥焚燒灰為例，分別探究了其對廢水中鎳離子和銅離子的去除試驗，獲得生活污泥焚燒灰對這兩種離子的吸附性能；再次對生活污泥焚燒灰進行磷酸改性并考察其對銅離子的去除試驗，從而獲得生活污泥焚燒灰在改性前后對重金屬離子的吸附的對比。對比試驗結果表明經(jīng)過磷酸改性的污泥焚燒灰具有更強的吸附能力。此外還研究了改性后污泥焚燒灰對染料（亞甲基藍）的吸附性能。用污泥焚燒灰做吸附劑處理廢水并對焚燒灰進行改性，可以實現(xiàn)“以廢治廢”的目的，不但可以大大降低廢水的處理費用，提高資源利用效率，而且為污泥處理找到新的研究方向，為含重金屬廢水的處理、環(huán)保型吸附劑的開發(fā)和剩余污泥的后續(xù)管理提供有效依據(jù)。
獲獎情況
- 1. Experimental study on the adsorption property about Methylene Blue by sludge incineration ash[J].《Advanced Materials Research》（accepted）（EI/ISTP）附錄用通知； 2. 論文《污泥焚燒渣處理含銅（Ⅱ）離子廢水的模擬實驗研究*》于2010年7月刊登在《電鍍與精飾》，第39-41頁； 3. 論文《污泥焚燒渣處理含鎳(Ⅱ)廢水的模擬實驗研究》于2010年7月刊登在《電鍍與涂飾》，第33-34頁； 4.論文《造紙污泥焚燒灰中重金屬含量及其浸出特性》于2010年4月刊登在《安徽農(nóng)業(yè)通報》，第36-37頁； 5. 論文《生活污泥焚燒灰的重金屬含量及其浸出特征》于2010年6月刊登在《安徽農(nóng)業(yè)通報》，第79-80頁。
鑒定結果
- 五篇論文： 一篇為EI/ISTP源刊正在投稿中； 兩篇為2008年北大核心刊物論文； 兩篇為省級刊物論文。 見附錄
參考文獻
- [1]夏暢斌,張玲,周藝.城市污泥改性物對廢水中 Cr(Ⅵ)的吸附研究[J].材料保護,2006,39(7):61-63. [2]余蘭蘭,鐘秦,馮蘭蘭.剩余污泥制備活性炭吸附劑及其應用研究[J].安全與環(huán)境學報,2005,5(4):39-42. [3]廖選亭,盛健.城市污泥處理處置及綜合利用研究現(xiàn)狀與建議[J]．安全與環(huán)境工程，2006，13（2）：62-65. [4]宋學東,李曉晨.浸出時間對污泥中重金屬浸出的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學, 2008,36(9):3842-3843,3885. [5] Merrington G, Oliver I, Smernik R J. The influence of sewage sludgeproperties on sludge-borne metal availability[J]. Advances in EnvironmentalResearch, 2003, 8: 21-36. [6] Avudainayagam S, Naidu R, Kookana R S, et al. Effects of electrolyte composition on chromium desorption in soils contaminated by tannery waste[J]. Austral Journal of Soil Research, 2001, 39: 1077-1089. [7] V. K. Gupta, Imran Ali, V. K. Saini, et al. Removal of dyes from wastewater using bottom ash[J].Industrial Engineering Chemical Research,2005, 44(10):3655-3664.
同類課題研究水平概述
- 由于污泥焚燒可以最大限度地使其減量化和無害化，因此污泥焚燒處置得到許多地區(qū)的推廣及應用，但其污泥灰含有大量重金屬仍需要妥善處理。如何妥善處理處置大量的焚燒灰，避免產(chǎn)生二次污染，已經(jīng)引起廣泛的關注。 研究發(fā)現(xiàn)，城市污泥灰除了富含硅鋁物質(zhì)外，呈多孔蜂窩狀，有較大的表面積，有一定的吸附能力，有望可以開發(fā)成一種廉價的吸附劑。目前，國內(nèi)外已經(jīng)對污泥灰，粉煤灰，碳黑泥等對部分工業(yè)廢水中重金屬（Cu,Zn Hg,Cr）都有一定的研究。如浙江大學熱能工程學院陸勝勇等人研究了初始pH值、液固比對焚燒灰重金屬滲濾的影響；溫州大學南旭陽，張碧雙研究了飛灰重金屬在海水中動態(tài)浸出特性等。但關于污泥焚燒灰改性物吸附重金屬離子的吸附特性和工業(yè)應用的研究尚待深入。 過去對含重金屬廢水處理方法主要有離子交換法、離子交換加氣浮、無機材料和生物材料吸附、化學法和電解法等。近年來，新型廉價吸附材料的開發(fā)應用是工業(yè)廢水處理方面的研究重點。本論文研究生活污泥焚燒灰和工業(yè)污泥焚燒灰其在不同條件下對常見重金屬的吸附效果并對其酸改性物進行對比實驗，結果表明污泥灰對多種重金屬有良好的吸附效果，而且其經(jīng)過酸改后吸附性能大大提高，因此具有很重要的環(huán)保價值。
