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近年来,我国“泥水分离”、“重水轻泥”的总体局面得到了一定的改观。但随着《水污染防治行动计划》的实施,发展分散式、小规模的市政污泥处理方式和技术成为现实需求。市政污泥制备活性炭是一种环境友好型废弃资源再利用的处理方式。因此,本文选择市政污泥和水稻秸秆为制备原料,分别以氯化锌和氢氧化钾为活化剂制备秸秆-污泥基活性炭。采用单因素实验法和响应曲面法,研究了各影响因素对秸秆-污泥基活性炭的影响,确定最佳制备条件。在此基础上,开展了水溶液中的Pb2+吸附性能研究和工业化制备装置初步设计,获得的主要结论如下:(1)采用氯化锌活化法制备秸秆-污泥基活性炭的最佳制备条件为:活化温度510℃、质量比1:2、活化时间60分钟和液固比1.5:1。表征结果表明该条件下制备的活性炭比表面积高达669.29 m2/g;表面官能团主要为酸性官能团,具体为烯烃、醇及酚类等。实验结果得出秸秆-污泥基活性炭碘吸附值为833 mg/g。(2)采用氢氧化钾为活化剂制备秸秆-污泥基活性炭的最佳制备条件为:活化温度750 ℃、质量比1:1、活化时间62 min、活化剂质量分数30%和固液比为1.5:1。表征结果表明该条件下制备的活性炭比表面积高达902.60 m2/g,含碳量为82.74%。实验结果得出该类型秸秆-污泥基活性炭碘吸附值为938 mg/g。(3)将秸秆-污泥基活性炭用来研究吸附水溶液中的Pb2+行为,主要探究了吸附过程中各因素对其吸附容量的影响,并得到了最佳吸附条件。吸附实验表明:在秸秆-污泥基活性炭的投加量为6 g/L,吸附时间为200 min,pH为6,Pb2+溶液初始浓度为60mg/g的条件下,秸秆-污泥基活性炭对水溶液中的Pb2+去除率和吸附量分别为71%和42.56 mg/g。通过吸附动力学和等温吸附试验可知,Langmuir等温吸附方程模型可以更好地拟合秸秆-污泥基活性炭对水溶液中Pb2+的吸附行为;Pb2+在秸秆-污泥基活性炭上的吸附过程符合准二级动力学模型,是典型的化学吸附过程。基于以上研究结果,我们成功设计了一套制备水稻秸秆·污泥基活性炭的转化装置。