污泥活性炭的制备方法

污泥活性炭的常用制备方法有直接碳化法、物理活化法、化学活化法、物理化学活化法和微波辐射法。

1.1直接碳化法

碳化是对有机物质进行热解，使其中含碳物质转化为固定碳。热解碳化处理中主要是碳化温度、时间和气氛影响吸附性能。通常使用马弗炉对经过浸渍活化后的干污泥进行高温焙烧，使干污泥失去表面水、水化水和结构骨架中的结合水以及空隙中的一些杂质，减小水膜对污染物质的吸附阻力使膨润土的吸附性能发生变化。但焙烧温度不能超过500℃，时间以2h为宜。此制备方法简便快捷，但是制出的碳化产品因没有经过活化这一步，碘吸附值较低，品质较差。

1.2物理活化法

物理活化法通常采用氧化性气体如水蒸汽、二氧化碳、氧气等，使石墨微晶的碳原子部分气化，使碳材料内部形成新孔并扩大原来的孔，从而形成发达的孔隙结构。采用水蒸汽活化法研究了活化温度和时间对比表面积和产率的影响，得到活化温度为750~800℃和时间30~90min。以城市污泥为原料，以氮气为保护气，在活化前用3mol·L^-1的盐酸进行冲洗，在600℃条件下碳化1h，然后在900℃，以CO₂为活化气进行活化30min，活性炭比表面积可达410m²·g^-1，主要由中孔和微孔组成。物理活化对环境污染小，因其依靠氧化碳原子形成孔隙结构，活化温度较高且活性炭得率低。

1.3化学活化法

化学活化法选用的活化药剂主要有ZnCl₂、H₂SO₄、H₃PO₄、KOH和K₂S等。化学药品可以抵制含碳挥发物及焦油的形成，防止被焦油堵塞其热解生成的细孔，提高活性炭的吸收率。不同活化剂及其用量可使化学活化法在制备不同孔径分布及不同表面化学特性的活性炭方面变得更加自由。用此法制备活性炭，碘吸附值为514~542mg·g^-1，比表面积为193~256m²·g^-1。

以城市污水厂剩余污泥为原料，采用ZnCl₂ 作活化剂，热解制备污泥活性炭。实验结果表明，制备污泥活性炭的较佳条件为：热解温度550℃，ZnCl₂溶液浓度为3mol·L^-1，ZnCl₂溶液体积与污泥质量比（mL/g）为25：1，热解时间为25min。

波涛活性炭厂家，对采用ZnCl₂化学活化法制备的污泥含碳吸附剂进行研究，结果表明，在合适的条件下制得的含碳吸附剂碘值在460mg·g^-1以上，产品收率>60%，比表面积>230m²·g^-1。化学活化法活性炭得率较高，孔隙发达，吸附性能好。但此法对设备腐蚀性大，环境污染严重，热解能量循环利用困难，而且活性炭中残留化学药品，在应用方面受到限制。

1.4物理化学活化法

物理化学活化法是物理活化法和化学活化法的结合。活化前对原料进行化学改性浸渍处理，可提高原料活性并在材料内部形成传输通道，有利于气体活化剂进入孔隙内刻蚀。物理化学活化法制得的活性炭既有高的比表面积又含有大量中孔，在活性炭材料表面获得特殊官能团。

1.5微波辐射法

微波辐射法是用一定浓度的磷酸溶液浸泡经过破碎筛分的干污泥，浸泡一定时间后，将酸化污泥放入微波炉中按一定的微波处理工艺进行处理，处理后的活性炭样品用热水充分浸洗。

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