垃圾渗滤液处理煤质活性炭吸附等温线测试

垃圾渗滤液处理煤质活性炭吸附等温线测试  

在垃圾渗滤液处理过程中，煤质活性炭因其优异的吸附性能而被广泛应用。吸附等温线测试是衡量煤质活性炭吸附能力的重要手段之一，它能够揭示活性炭在不同浓度下的吸附行为。中科检测作为专业的第三方检测机构，提供垃圾渗滤液处理中煤质活性炭吸附等温线测试服务，以确保活性炭的吸附性能符合实际需求。一、测试意义与标准依据  

1.垃圾渗滤液特性与处理难点  

垃圾渗滤液是一种高浓度有机废水，典型特征包括：  

污染物复杂：COD浓度可达2000-10000mg/L，含重金属（Cr、Pb、Ni）、氨氮（500-2000mg/L）及腐殖质  

水质波动大：填埋龄＜5年的“年轻渗滤液"BOD5/COD＞0.3，老龄渗滤液可生化性差（BOD5/COD＜0.1）  

处理要求高：需符合《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889-2008），COD排放限值≤100mg/L  

2.吸附等温线的核心价值  

通过测定煤质活性炭对渗滤液中污染物的吸附等温线，可实现：  

工艺设计：确定最佳活性炭投加量（如Qm=150mg/g时，处理1m³渗滤液需13.3kg活性炭）  

材料选型：筛选高吸附容量煤质活性炭（推荐碘值≥800mg/g，四氯化碳吸附率≥65%）  

成本优化：基于吸附平衡数据计算再生周期（通常热再生可恢复85%吸附容量）  

3.标准方法与参考依据  

国内标准：HJ564-2010《生活垃圾填埋场渗滤液处理工程技术规范》  

测试方法：参照GB/T12496.8《木质活性炭试验方法碘吸附值的测定》  

国际参考：ASTMD3860《活性炭吸附等温线测定标准方法》  

二、实验流程与关键控制点  

1.样品制备与预处理  

（1）煤质活性炭准备  

研磨筛分：破碎后过200目筛，去除＞0.075mm颗粒（避免孔隙堵塞）  

活化处理：150℃烘干2h，干燥器冷却至室温（含水率≤1%）  

表征参数：比表面积（BET法）、孔径分布（BJH法）、表面官能团（Boehm滴定）  

（2）垃圾渗滤液预处理  

过滤：0.45μm滤膜去除悬浮物（避免堵塞活性炭孔隙）  

pH调节：用H₂SO₄或NaOH调至6-7（酸性条件易导致重金属溶出，碱性抑制有机物吸附）  

毒性削减：若渗滤液COD＞5000mg/L，需稀释至1000mg/L以下（防止测试误差＞5%）  

2.等温线测试步骤  

（1）批量吸附实验设计  

序号初始浓度C₀（mg/L）活性炭投加量（g/L）振荡时间（h）温度（℃）  

15022425  

210042425  

320082425  

4500202425  

51000402425  

（2）关键操作细节  

恒温振荡：150rpm，25±0.5℃水浴（温度波动影响吸附率±2%/℃）  

平衡判定：每隔2h取样，当连续两次浓度变化＜2%视为达到平衡  

浓度检测：  

oCOD：重铬酸钾法（HJ828-2018）  

o重金属：ICP-MS（如Cr⁶⁺、Pb²⁺，检测限0.001mg/L）  

3.数据处理与模型拟合  

（1）吸附量计算  

：平衡吸附量（mg/g）  

：初始/平衡浓度（mg/L）  

：溶液体积（L），：活性炭质量（g）  

（2）模型参数求解  

Langmuir模型：  

：最大吸附容量（mg/g），：吸附常数（L/mg）  

Freundlich模型：  

：吸附容量系数，：吸附强度（表示易吸附）  

（3）典型结果示例  

某垃圾渗滤液中COD吸附等温线拟合：  

Langmuir：,,²  

Freundlich：,,²  

结论：Langmuir模型拟合更优，表明单分子层吸附为主  

三、工程应用与优化策略  

1.工艺参数设计  

活性炭用量：基于，处理COD=2000mg/L渗滤液需投加15g/L  

接触时间：吸附柱空床接触时间（EBCT）≥30min（动态吸附实验验证）  

再生周期：热再生（800℃氮气氛围），累计吸附量达时需再生  

2.关键影响因素  

温度：每升高10℃，吸附容量增加5-8%（吸热过程，）  

共存离子：高浓度Cl⁻（＞1000mg/L）会竞争吸附位点，导致COD去除率下降15%  

活性炭再生：热再生3次后降至初始值的60%（建议联用化学氧化再生）  

3.工程案例  

某垃圾填埋场应用实例：  

原水水质：COD=2000mg/L，NH₃-N=500mg/L，Cr⁶⁺=0.5mg/L  

处理工艺：渗滤液→预处理（过滤+pH调节）→活性炭吸附（Qm=150mg/g）→出水  

处理效果：COD降至300mg/L，Cr⁶⁺未检出，运行成本￥80/吨渗滤液  

四、注意事项与安全规范  

1.毒性防护：渗滤液含VOCs和重金属，需在通风橱操作，佩戴防毒面具  

2.质量控制：每批次做空白实验（活性炭高温灼烧至恒重，吸附量应＜0.5mg/g）  

3.数据有效性：平行实验相对偏差≤5%，否则需重新测试  

附录：垃圾渗滤液吸附等温线测试记录表（含原始数据、模型参数、拟合图）  

参考文献：  

[1]HJ564-2010生活垃圾填埋场渗滤液处理工程技术规范  

[2]GB/T7702.13-1997煤质颗粒活性炭试验方法四氯化碳吸附率的测定  

[3]ASTMD3860-14StandardTestMethodforAdsorptionIsothermsofActivatedCarbon