垃圾滲濾液處理煤質活性炭吸附等溫線測試

垃圾滲濾液處理煤質活性炭吸附等溫線測試  

在垃圾滲濾液處理過程中，煤質活性炭因其優異的吸附性能而被廣泛應用。吸附等溫線測試是衡量煤質活性炭吸附能力的重要手段之一，它能夠揭示活性炭在不同濃度下的吸附行為。中科檢測作為專業的第三方檢測機構，提供垃圾滲濾液處理中煤質活性炭吸附等溫線測試服務，以確保活性炭的吸附性能符合實際需求。一、測試意義與標準依據  

1.垃圾滲濾液特性與處理難點  

垃圾滲濾液是一種高濃度有機廢水，典型特征包括：  

污染物復雜：COD濃度可達2000-10000mg/L，含重金屬（Cr、Pb、Ni）、氨氮（500-2000mg/L）及腐殖質  

水質波動大：填埋齡＜5年的“年輕滲濾液"BOD5/COD＞0.3，老齡滲濾液可生化性差（BOD5/COD＜0.1）  

處理要求高：需符合《生活垃圾填埋場污染控制標準》（GB16889-2008），COD排放限值≤100mg/L  

2.吸附等溫線的核心價值  

通過測定煤質活性炭對滲濾液中污染物的吸附等溫線，可實現：  

工藝設計：確定最佳活性炭投加量（如Qm=150mg/g時，處理1m3滲濾液需13.3kg活性炭）  

材料選型：篩選高吸附容量煤質活性炭（推薦碘值≥800mg/g，四氯化碳吸附率≥65%）  

成本優化：基于吸附平衡數據計算再生周期（通常熱再生可恢復85%吸附容量）  

3.標準方法與參考依據  

國內標準：HJ564-2010《生活垃圾填埋場滲濾液處理工程技術規范》  

測試方法：參照GB/T12496.8《木質活性炭試驗方法碘吸附值的測定》  

國際參考：ASTMD3860《活性炭吸附等溫線測定標準方法》  

二、實驗流程與關鍵控制點  

1.樣品制備與預處理  

（1）煤質活性炭準備  

研磨篩分：破碎后過200目篩，去除＞0.075mm顆粒（避免孔隙堵塞）  

活化處理：150℃烘干2h，干燥器冷卻至室溫（含水率≤1%）  

表征參數：比表面積（BET法）、孔徑分布（BJH法）、表面官能團（Boehm滴定）  

（2）垃圾滲濾液預處理  

過濾：0.45μm濾膜去除懸浮物（避免堵塞活性炭孔隙）  

pH調節：用H?SO?或NaOH調至6-7（酸性條件易導致重金屬溶出，堿性抑制有機物吸附）  

毒性削減：若滲濾液COD＞5000mg/L，需稀釋至1000mg/L以下（防止測試誤差＞5%）  

2.等溫線測試步驟  

（1）批量吸附實驗設計  

序號初始濃度C?（mg/L）活性炭投加量（g/L）振蕩時間（h）溫度（℃）  

15022425  

210042425  

320082425  

4500202425  

51000402425  

（2）關鍵操作細節  

?恒溫振蕩：150rpm，25±0.5℃水浴（溫度波動影響吸附率±2%/℃）  

?平衡判定：每隔2h取樣，當連續兩次濃度變化＜2%視為達到平衡  

?濃度檢測：  

oCOD：重鉻酸鉀法（HJ828-2018）  

o重金屬：ICP-MS（如Cr??、Pb2?，檢測限0.001mg/L）  

3.數據處理與模型擬合  

（1）吸附量計算  

：平衡吸附量（mg/g）  

：初始/平衡濃度（mg/L）  

：溶液體積（L），：活性炭質量（g）  

（2）模型參數求解  

Langmuir模型：  

：最大吸附容量（mg/g），：吸附常數（L/mg）  

Freundlich模型：  

：吸附容量系數，：吸附強度（表示易吸附）  

（3）典型結果示例  

某垃圾滲濾液中COD吸附等溫線擬合：  

Langmuir：,,2  

Freundlich：,,2  

結論：Langmuir模型擬合更優，表明單分子層吸附為主  

三、工程應用與優化策略  

1.工藝參數設計  

活性炭用量：基于，處理COD=2000mg/L滲濾液需投加15g/L  

接觸時間：吸附柱空床接觸時間（EBCT）≥30min（動態吸附實驗驗證）  

再生周期：熱再生（800℃氮氣氛圍），累計吸附量達時需再生  

2.關鍵影響因素  

溫度：每升高10℃，吸附容量增加5-8%（吸熱過程，）  

共存離子：高濃度Cl?（＞1000mg/L）會競爭吸附位點，導致COD去除率下降15%  

活性炭再生：熱再生3次后降至初始值的60%（建議聯用化學氧化再生）  

3.工程案例  

某垃圾填埋場應用實例：  

原水水質：COD=2000mg/L，NH?-N=500mg/L，Cr??=0.5mg/L  

處理工藝：滲濾液→預處理（過濾+pH調節）→活性炭吸附（Qm=150mg/g）→出水  

處理效果：COD降至300mg/L，Cr??未檢出，運行成本￥80/噸滲濾液  

四、注意事項與安全規范  

1.毒性防護：滲濾液含VOCs和重金屬，需在通風櫥操作，佩戴防毒面具  

2.質量控制：每批次做空白實驗（活性炭高溫灼燒至恒重，吸附量應＜0.5mg/g）  

3.數據有效性：平行實驗相對偏差≤5%，否則需重新測試  

附錄：垃圾滲濾液吸附等溫線測試記錄表（含原始數據、模型參數、擬合圖）  

參考文獻：  

[1]HJ564-2010生活垃圾填埋場滲濾液處理工程技術規范  

[2]GB/T7702.13-1997煤質顆粒活性炭試驗方法四氯化碳吸附率的測定  

[3]ASTMD3860-14StandardTestMethodforAdsorptionIsothermsofActivatedCarbon