吸附剂应用于环境治理论文

2022-04-26

摘要：在工厂运行过程中，废水可能溶解恶臭气体，某些废水处理过程需要通风和搅拌，使一些有毒气体从水中排出，产生难闻的气味;最后的污泥处理也产生了高浓度的恶臭污染物。一般来说，废水排放的气味具有一定的持久性，通常是几种复杂和恶心物质的混合物。此外，一些气味很复杂，传播速度很快，给环境治理带来重大挑战。今天小编为大家精心挑选了关于《吸附剂应用于环境治理论文(精选3篇)》，希望对大家有所帮助。

吸附剂应用于环境治理论文篇1：

黄原酸化凹凸棒土对甲基橙的吸附脱除效果

摘要：为寻找廉价高效、无毒无害的印染废水处理剂，以凹凸棒土原土（NA）为主要原料，利用氢氧化钠和二硫化碳为黄原酸化剂，硫酸镁为稳定剂，以湿法改性制备得到黄原酸化凹凸棒土（XA）。以X射线衍射（XRD）分析和扫描电镜（SEM）分析表征了其晶体结构和表观形貌，结果表明凹凸棒土黄原酸化改性成功。将XA吸附剂应用于对甲基橙（MO）模拟废水处理中，XA对MO具有良好的吸附脱除性能。采用单因素试验得到其最佳脱除条件：在室温（20～25 ℃）、自然pH（5.10～6.20）、MO模拟废水的初始质量浓度ρ0=300 mg·L-1、XA吸附剂的加入量为3.0 g·L-1、振荡吸附时间30 min的条件下，甲基橙的脱色率R高达99.83%，处理后废水中MO残余质量浓度ρe=0.510 0 mg·L-1，达到国家排放标准，且处理后沉降快速，固液分离简便。XA是一种资源丰富、价格低廉、高效无毒、环境友好的新型印染废水处理剂，其推广和应用具有良好经济效益和环境效益。关键词：凹凸棒土，黄原酸基凹凸棒土，甲基橙，脱除性能

文献标志码：A

DOI：10.13800/j.cnki.xakjdxxb.2021.0518开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Adsorption removal effect of xanthate-attapulgite on methyl orange

LI Fangrong，NIU Juan，LI Hongwei

（Pharmacy Department，Gansu University of Traditional Chinese Medicine，Dingxi 743000，China）

0 引言

中国凹凸棒土储量丰富，占世界总储量的50%以上，但因设备落后、技术匮乏，凹凸棒土在工业上的应用水平较为落后。合理地低成本开采，实现凹凸棒土的高价值利用，具有非常重要的应用和经济效益[1]。凹凸棒土（Attapulgite），又名坡缕石（Palygorskite），具有特殊的2∶1型的链层状过渡型晶体结构，凹凸棒粘土自身无毒，独特的孔型链层状晶体结构，具有较强的吸附脱色性能，可应用于染料废水的处理。凹凸棒土分散性好、耐高温、耐盐碱等，具有独特良好的胶体性质，可塑性强、粘结力好，广泛应用于各行各业[2]。但原状凹凸棒土的杂质含量大，影响其良好的吸附性能，需经提纯和改性方能达到更好吸附脱除效果，故实际应用中必须提前转型或改性[3-5]。以资源丰富、廉价易得、无毒无害的凹凸棒土为主要原料，改性制备新型水处理剂成为当前环保领域的研究热点[6-8]。较多研究已证明凹凸棒土能够有效去除废水中的染料和重金属离子[9-11]。随着人们生活水平的提高，染料的应用日益广泛，涉及社会各行各业和人们衣食住行的各个方面。因此印染废水也成为重要的水体污染源之一，且所含染料中偶氮染料超过了80%，偶氮染料多含有复杂的芳香基团，难以被自然生物降解脱色，成为印染废水处理的主要难题[12]。印染废水COD含量高和色度大，治理困难。故对印染废水无害化处理的研究已成为迫在眉睫的环保课题。甲基橙是典型的偶氮染料，是印染废水的一种代表性主要成分，自然降解很难，污染环境，甚至破坏生态平衡[13]。偶氮染料废水的处理主要采用吸附法、化学沉淀法、膜分离法、离子交换法、电化学法、生物处理法等。其中吸附法投资小、处理周期短、简便快速、高效、应用广泛[14-16]。有机阴离子黄原酸基，既有较强捕集、螯合金属阳离子的能力，又有很强的亲有机性能，对木质素、淀粉、纤维素、高岭土[17]、膨润土[18-20]等的黄原酸化改性及其产物对各种废水的处理已有研究。鉴于上述研究和方法有的吸附效果并不令人十分满意，有些原料价格比较昂贵，处理及制造成本高，过程比较复杂，需要耗费大量的材料和能源。从经济、环保和处理效果等多方面考虑，笔者首次将资源丰富、廉价易得、无毒无害、环境友好的凹凸棒土进行黄原酸化改性合成了黄原酸化凹凸棒土（XA）[21]，为凹凸棒土的有机改性和高价值利用提供了理论依据和新的思路。同时将其应用于含甲基橙等模拟废水处理，初步取得了較好的效果。并进一步探讨了其对甲基橙的脱除性能，确定了甲基橙模拟废水处理的最佳条件。为印染废水无害化高效处理提供技术参考和实践指导。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器凹凸棒土原土（NA，取自甘肃省白银市）、NaOH、HCl（浓）、CS2、MgSO4、乙醇、甲基橙（MO）均为分析纯。ZHWY-2102型恒温振荡器（上海智城分析），TU-1901型双光束紫外可见分光光度计（北京普析），D/MAX-2500x型多晶粉末X射线衍射仪（日本理学），Hitachi s4800场发射低真空扫描电子显微镜（日本日立）。

1.2 实验过程

1.2.1 XA吸附剂的制备在装有电动搅拌机、温度计和滴液漏斗的三颈瓶中，加入NA 20.0 g、NaOH 16.0 g与适量水混合，恒温40 ℃搅拌0.5 h，逐滴加CS2 2.41 mL，恒温反应1 h后，加入10%的MgSO4溶液50 mL，继续恒温搅拌30 min，减压过滤，用适量10%的MgSO4溶液洗涤数次至滤液无色，再用乙醇洗涤2～3次，所得固体45 ℃真空干燥10～12 h，研磨，过100目筛，得黄原酸化凹凸棒土（XA）。

1.2.2 XA吸附MO的基本实验方法在200 mL的具塞磨口锥形瓶中，加入50 mL已知质量浓度ρ0的MO溶液，用0.1 mol·L-1的HCl或0.1 mol·L-1NaOH调节pH至设定值，加入设定量的XA吸附剂，以转速180 r/min恒温振荡一定时间后，稍静置，过滤，取滤液用UV-Vis分光光度计在λmax=464 nm（由不同pH 4.0～10.0的MO溶液UV-Vis谱可知，其λmax=464 nm且不受pH影响[22]），测其吸光度A，计算残余MO的平衡质量浓度ρe，按公式（1）计算其脱色率R。

R=ρ0-ρρ0×100%

（1）

式中 R为脱色率，%;ρ0为MO的初始质量浓度，mg·L-1;ρe为残余MO的平衡质量浓度，mg·L-1。

2 结果与讨论

2.1 标准曲线的绘制准确称取甲基橙（MO）100 mg于小烧杯中，用蒸馏水溶解，定量转移至1 000 mL容量瓶中，稀釋至刻度，定容，摇匀，得到质量浓度为100 mg·L-1的MO标准溶液，备用。精密移取100 mg·L-1MO溶液10.00 mL稀释至100.00 mL，得到10 mg·L-1的MO溶液。再精密移取质量浓度为10 mg·L-1MO溶液各0.00，1.00，2.00，4.00，8.00 mL置于已编号为1～5的10 mL的比色管中，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀，得到质量浓度分别为0.0，1.0，2.0，4.0和8.0 mg·L-1的MO溶液。精密移取3.00 mL 100 mg·L-1的MO溶液置于编号为6的25 mL的比色管中，用蒸馏水稀释至刻度，得质量浓度12.0 mg·L-1的MO标准溶液[23]。以5号标准溶液进行全波长（200～800 nm）扫描，确定了其λmax为464 nm。以蒸馏水作为参比溶液，在λmax=464 nm处分别测定1～6号标准溶液的吸光度值（A），以A为纵坐标，以MO的浓度（C）为横坐标，求得回归方程，A=0.100 9C+0.003，R2=0.999 8，如图1所示。

2.2 NA和XA对MO的脱除性能初步试验将12个200 mL的具塞磨口锥形瓶分为2组，分别依次编号为N1～6和X1～6。分别加入MO质量浓度ρ0=300 mg·L-1的模拟废水各50 mL，在室温、自然pH（5.10～6.20）下，按编号分别加入NA和XA吸附剂，吸附剂加入量1～6号分别为0.1，0.5，1.0，2.0，3.0和3.5 g·L-1，以转速180 r/min恒温振荡吸附1 h后，稍静置后过滤。测定滤液吸光度并按（1）式计算的其脱色率R，实验结果如图2所示。

结果表明，NA和XA都有吸附性能，吸附剂对MO的脱色率R随着吸附剂加入量m的增加而升高，吸附剂加入量m达到3.0 g·L-1时，NA和XA对MO的脱色率分别达到44.63%和99.62%。但NA经改性后所得XA的吸附性更好。同时，采用NA脱色后模拟废水静置时，吸附剂沉降很困难，过滤较慢且滤液黄色，同时夹带肉眼隐约可辨的白色极细悬浮物，透明度稍降低，而用XA脱色后模拟废水静置时，吸附剂很快沉降，过滤快速，滤液为浅黄色澄清透明液体。可能的原因是NA颗粒小，堵塞了滤纸的微孔，故而过滤较慢，而XA颗粒较大因而沉降和过滤都较快。鉴于NA和XA处理MO模拟废水中吸附能力的明显差别，实验继续考察了XA脱除MO的各种影响因素[24-25]。

2.3 XA对MO的脱除性能研究

2.3.1 MO初始浓度对脱色率的影响在7个200 mL的具塞磨口锥形瓶中加入MO质量浓度ρ0依次为50，100，150，200，300，400，500 mg·L-1的模拟废水各50 mL，XA加入量m为2.0 g·L-1，在室温和自然pH（5.10～6.20）下，振荡吸附30 min，考察MO初始浓度ρ0对脱色率R的影响，如图3所示。

由图3可知，XA对MO的脱色率R随着MO初始浓度ρ0的增大而升高，原因可能是随着 ρ0的增加，XA吸附MO的推动力加大。当初始浓度ρ0=300 mg·L-1时脱色率R高达99.83%，滤液颜色为极淡的黄色，处理后MO残余平衡浓度ρe=0.510 0 mg·L-1，可达标排放。当ρ0>300 mg·L-1仍然是脱色率R>98.23%，但随着MO初始浓度ρ0的增大，虽然 XA吸附脱除MO推动力更大了，但溶液中MO残余浓度ρe也将随之增大，处理后的模拟废水溶液颜色黄色加深，实验后废水的处理难度、色度和对环境影响较大。故选择MO初始浓度ρ0=300 mg·L-1。

2.3.2 XA吸附剂加入量对脱色率的影响在12个200 mL的具塞磨口锥形瓶中加入MO初始浓度ρ0为300 mg·L-1模拟废水各50 mL，在室温，自然pH（5.10～6.20）下，XA的加入量m分别为0.1，0.4，0.6，0.9，1.2，2.0，2.5，3.0，3.5，4.0，4.5，5.0 g·L-1，振荡吸附30 min，考察吸附剂用量m对其脱色率R的影响，结果如图4所示。

由图4可知，XA对MO的脱色率R随吸附剂加入量m的增大而升高，吸附剂加入量m达到3.0 g·L-1时，吸附达到平衡，脱色率达99.76%，此后增加吸附剂的加入量（m>3.0 g·L-1），虽然脱色率仍然较高（m≥99.22%），但较之于m=3.0 g·L-1时的99.76%，略有下降趋势。原因可能是随着吸附剂加入量m增加，吸附MO的活性位点数目增加，脱色率升高，吸附平衡时溶液中MO残余平衡浓度ρe降低;当吸附剂加入量超过3.0 g·L-1时之后，吸附剂加入量m再增加，尽管将有更多的活性位点结合MO，但吸附剂对MO的吸附容量降低[26-27]。因此从经济方面考虑选择确定XA加入量m为3.0 g·L-1。

2.3.3 温度对脱色率的影响在9个200 mL的具塞磨口锥形瓶中加入MO初始浓度ρ0为300 mg·L-1的模拟废水各50 mL，XA加入量m为3.0 g·L-1，在自然pH（5.10～6.20）下，改变MO模拟废水的温度，振荡吸附30 min，考察温度对MO脱色率的影响，如图5所示。

由图5可知，在试验温度5～60 ℃的范围内，MO的脱色率R均达到96.57%以上，说明XA对MO的吸附性能良好，且受温度影响不很明显，但就总体而言，随着温度的升高，脱色率略呈下降趋势，说明XA对甲基橙的吸附可能以物理吸附为主，物理吸附活化能较低，在较低的温度下即可进行并很快完成。5 ℃时脱色率达到98.68%，20 ℃时为98.82%，25 ℃时为99.06%，20～25 ℃正符合实际印染废水处理时要求的最适宜的温度越接近室温越好，故实验中选择20～25 ℃为最佳温度。

2.3.4 吸附时间对甲基橙脱色率的影响在8个200 mL的具塞磨口锥形瓶中加入MO初始浓度ρ0为300 mg·L-1的模拟废水各50 mL，在室温和自然pH（5.1～6.2）及XA加入量m为3.0 g·L-1的条件下，考察振荡吸附时间对MO脱色率的影响，如图6所示。

由图6可知，在振荡吸附作用时间20～120 min之间，XA对MO的脱色率R均达到96.96%以上，但随着吸附时间的增加，甲基橙的脱色率由99.58%降低到96.96%，略呈下降趋势，由此表明XA对MO的吸附以物理吸附为主，吸附过程進行得很快，达到平衡所需时间很短。而物理吸附具有一定可逆性，已被吸附的物质在适当条件下能够脱附，使吸附剂再生和回收被吸附的物质。可以设想XA吸附剂吸附甲基橙后，可以借助改变操作条件，通过一定的方法脱附解吸再生吸附剂，实现重复使用。因此XA是一种比较理想的廉价且环境友好的吸附剂。考虑到实验操作及测试进程所需时间，实验中吸附时间选择确定为30 min。

2.3.5 pH对甲基橙脱色率的影响在9个200 mL的具塞磨口锥形瓶中加入MO初始浓度ρ0为300 mg·L-1的模拟废水各50 mL，用0.1 mol·L-1HCl和0.1 mol·L-1NaOH调节其pH值，XA加入量m为3.0 g·L-1，在室温下，振荡吸

附30 min，考察pH对MO脱色率的影响，如图7所示。

由图7可知，在pH 3.00～11.00的范围内，XA对MO的脱色率R均高达97.51%及以上，说明XA吸附剂对MO吸附能力强，效果良好，且吸附能够进行的适宜的pH范围较宽，故实验中选择确定pH为MO模拟废水的自然pH（5.10～6.20），质量浓度ρ0=300 mg·L-1的MO模拟废水溶液pH=5.52。但随着溶液pH的增大，XA对MO的脱色率由98.86%降低到97.51%，略呈下降趋势，原因可能是凹凸棒土表面羟基在不同的酸碱性溶液中发生不同的离解，产生不同电性的离子，而甲基橙分子在不同酸碱性条件下，酸式和碱式结构的离解平衡发生移动。MO不同酸碱性条件下的酸式和碱式结构的离解平衡如图8所示[28]。

不同酸碱性条件下，黄原酸化凹凸棒土表面的部分羟基（—OH）的离解。如图9、图10[3]所示。

在pH较低时，MO以醌式结构为主，其分子中的—SO3-离子带一个单位的负电荷，易于与XA—OH2+通过静电作用相结合，可在某种程度上促进XA对MO的吸附;pH较高时，MO带负电，与XA—O-相排斥，阻碍了XA对它的吸附。

2.4 X射线衍分析（XRD）利用多晶粉末X射线衍射仪对凹凸棒土原土（NA）和黄原酸化凹凸棒土（XA）进行XRD分析。检测层间距和微晶结构的变化，测试条件，Cu靶（Ka），管电压/管电流：40 kV/100 mA，扫描速度：1°/min，扫描角度为10°～65°，粉体样品。图11分别为NA和XA的XRD分析图。根据标准凹凸棒土XRD分析图可知：因XA由NA经黄原酸化改性而得，故2θ角在45°之后峰的峰形、位置与强度基本相同。与NA比较，XA在13.191 9°，16.099 6°和22.984 7°的3个凹凸棒土的特征小峰的位置（NA的2θ角分别为3.392 9°，16.133 0°和23.887 1°）变化很小，但峰形变得宽且钝。同时，NA和XA在2θ=19.776 1°，26.627 7°和2θ=35.016 8°的3组主要强峰，其位置基本无改变，但XA的3组主要强峰，相较于NA的峰均有所减弱。另外NA在30.939 2°的有一个小峰，而XA在此处及附近未出现此峰，但XA在35.757 5°处出现了一个小的新峰。所有这些不同均可能经由黄原酸化后凹凸棒土中的部分羟基被黄原酸基所取代而致。

2.5 扫描电镜分析（SEM）利用场发射低真空扫描电子显微镜对NA和XA进行微观形貌分析，HV分辨率3.5 nm，LV分辨率5.0 nm，放大倍数×18～300 000，加速电压0.5～30 kV。扫描电镜图片如图12所示。

图12为放大倍数不同的2组凹凸棒土原土（NA）和黄原酸化凹凸棒土（XA）扫描电镜图（SEM）。由二者的×1.00kX的扫描图可以看到，XA的颗粒较NA明显增大，同时由二者的×20.0kX的扫描图中凹凸棒土的清晰可辨的毛发状或纤毛状的形貌，相比较而言，一方面，NA晶束比较长，且相互间致密聚集，更多显示的是晶束的集合体或聚集体;而XA的晶束短且细，相互间结合地相对松散。因此，黄原酸化改性可能破碎、折断和分散凹凸棒土内部的细长、致密而有序的晶束，从而增大了微晶表面的粗糙度，明显增大了其有效比表面积，使吸附剂吸附能力增强。另一方面，在黄原酸化改性的过程中引入了亲油性的功能团黄原酸基，提高了凹凸棒土的疏水性，使得其对有机物的亲和能力增强，对有机物吸附性能改善，使其更有利于对水中污染物质染料分子等的吸附脱除。这可能也是采用NA对MO的去除率较低，吸附后过滤速度慢且滤液浑浊、沉降困难，而用XA对MO的去除率高，吸附后吸附剂易沉降、过滤速度快且模拟废水的滤液澄清的原因。

3 结论

1）对凹凸棒土进行黄原酸化改性，制备了黄原酸化凹凸棒土（XA）。通过XRD和SEM分析对其结构和形态进行了表征，表征结果显示XA合成成功。

2）黄原酸化凹凸棒土XA对MO的吸附性能良好，采用XA处理模拟废水的优点突出：经XA对MO的脱除率高，吸附处理后固液分离快速简便。通过单因素优化试验得到的最佳实验条件是：在室温、自然pH（5.10～6.20）pH下，甲基橙初始质量浓度ρ0=300 mg·L-1、黄原酸基凹凸棒土的用量m=3.0 g·L-1、振荡吸附t=30 min 后，甲基橙的脱色率高达99.83%，吸附处理后废水中

甲基橙的残余浓度ρe=0.510 0 mg·L-1，可达标排放。

3）黄原酸基凹凸棒土可以作为一种廉价、高效、安全、无毒、无二次污染的甲基橙吸附剂，如果将其用实际印染废水的处理，则经济效益和环境效益良好。

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作者：李芳蓉牛娟李宏伟

吸附剂应用于环境治理论文篇2：

污水处理厂恶臭污染状况分析与评价

摘要：在工厂运行过程中，废水可能溶解恶臭气体，某些废水处理过程需要通风和搅拌，使一些有毒气体从水中排出，产生难闻的气味;最后的污泥处理也产生了高浓度的恶臭污染物。一般来说，废水排放的气味具有一定的持久性，通常是几种复杂和恶心物质的混合物。此外，一些气味很复杂，传播速度很快，给环境治理带来重大挑战。

关键词：污水处理厂;恶臭污染;状况分析

引言

今天，城市发展越来越快，人们对环境保护的认识大大提高。因此，人们花费大量精力開发城市废水处理技术。随着废水处理的扩大，副产品污泥的生产也在增加，其中含有大量病原体、腐蚀性重金属和危险物质，如有机污染物，严重污染了城市环境。因此，人们必须利用减少数量、安全和资源利用等方法来解决城市污泥对环境的污染问题，这是目前国内外环境科学和工程研究的热点。

1污水处理厂恶臭主要来源分析

污水处理厂通常采用有机废水处理方法。废水的生物处理方法主要包括分析废水的化学成分、二次降水、污染物净化和废水处理。在废水处理方面，主要工艺包括废水预处理、废水化合物分析和废水处理。在治疗过程中气味扩散。气味成分主要由各种化学气体组成，包括硫、氮、碳、氧和氟[1]。废水处理厂通常采用物理和生物化学处理方法，按照标准处理或再利用废水。物理生物化学处理方法主要包括使用过滤器去除废水中的残留物和悬浮物，在废水中重力沉积和处置有机物，以及用次氯酸钠等消毒剂对废水进行消毒。废水处理过程依赖于一些废水处理设施，如过滤池、砂池、氢酸化池、缺氧池、气藏、污泥浓缩池、沉积室和污泥储存池它们主要是结构复杂的氨、亚甲二氧基甲基苯丙胺、硫化氢、甲醇、亚甲二氧基甲基苯丙胺、二氧化碳和苯乙烯。结合我们污水处理厂的实际经验，我们可以知道污水处理厂的主要气味来源是污泥浓缩池和污泥脱水室。

2除臭工艺概述

与传统除臭技术相比，城市污水处理全过程的除臭工艺没有臭气收集和运输环节，也没有新的除臭设施。在生物池中培养、增殖、活化除臭微生物，然后以流动方式传播到植物的各个结构中去除水中除臭过程中的臭味。除臭机理：城市污水处理厂全过程除臭是一种利用专用填料通过接种、诱导、催化等方法去除恶臭源的源技术。利用一个特殊的微生物培养箱在处理厂生物池中的活性污泥法污水中培养和增殖有效的除臭微生物，然后含有除臭微生物的污泥回流到工厂的废水入口。除臭微生物通过吸附、聚集、生物转化和生物降解等过程去除水中的恶臭物质。与传统的污水处理厂除臭工艺相比，整个工艺过程的除臭具有以下优点：（a）该除臭工艺通过去除污水中的臭味，对除臭效果显著，整个工艺过程几乎无臭味产生;（b）在这种简单方便的情况下，系统只需要一定数量的微生物培养箱和分配管道，而不需要附加结构排气和除臭管道;（c）放置在生物反应器内的专用除臭菌培养箱不需要新设备，占地少;（d）系统运行稳定，维护简单;（e）已建或运行的污水处理厂可实现除臭技术改造;（f）工程投资和运行成本低于其他除臭工艺;（g）广泛应用于常规活性污泥法工艺、A2O工艺、AO工艺、SBR工艺和氧化沟工艺。

3污水处理厂恶臭治理措施分析

3.1健全污水处理体制

为了有效地管理城市废水，需要改进管理制度，制定一套全面的废水处理准则，制定技术废水处理设备的维修标准，制定安全作业标准，以及监测城市废水的标准工作重点是设备的正常运行，制定详细的评估指标，每月制定废水处理技术设备管理计划，并分发给有关企业的部门和车间。有必要就废水处理技术设备的进一步维修制定具体的工作指标。发生事故时，严格追究责任，落实设备管理责任，构建企业、车间、团队三级设备管理体系。在建立城市污水处理技术设备评估机制的基础上，需要对设备进行日常维护，量化工作流程，定期评估技术处理设备的运行状况废水处理技术设备的准备状态是提高城市废水处理效率的一个先决条件，表明日常维护工作是否到位。

3.2无害环境材料的生产

人们可以用泥作为原料生产各种环境材料第一种方法是生产微生物絮凝剂，利用絮凝剂吸附功能将油与水分离，消除废水中的悬浮物和有机物，防止废水富营养化。第二，生产吸附性能好的吸附剂有效解决了海上油田漏油造成的环境污染问题。三是生产煤系粘结剂，活性污泥可以提高炉渣内部的高温状态，促进炉渣的有效燃烧，污泥中的有机物可以释放大量热量。第四，活性炭的制备。污泥含有较多的碳，具有制备活性炭的客观条件，可在某些技术条件下转化为活性炭，从而完全消除污泥对社会和经济造成的巨大压力。当前，人们可以利用煤泥和煤渣来制备活性炭，将破坏转化为利益和废物变成国库，同时实现经济和社会效益的增长。

3.3改善城市废水处理设施

首先，必须通过小规模分散排放和邻近性原则，以综合和全面的方式处理废水处理厂的位置问题。与此同时，需要不断改进废水处理设施，增加对废水处理的财政投资，通过扩大供资来源筹集资金，更新废水处理设施和技术，加强对废水处理的监督。

3.4智能水系信息系统建设

在现有排水设施数据的基础上，补充所有排水系统的排水设施数据，定期进行排水网络修复试验，及时更新设施数据，在排水设施的主要节点上安装在线监测设备，形成动态排水设施运行方案.

3.5研究先进的废水处理技术

鉴于水资源污染的多样性，传统的废水处理方法无法解决现有的废水问题，需要进一步研究.

3.6制作燃料

污泥厌氧消化是指在无氧环境中消化分解污泥，产生沼气，同时杀死各种病原菌和寄生虫卵。厌氧环境需要厌氧菌，它能将有机物转化为其他稳定物质。沼气可以作为能源供给城市家庭和工厂，因此污泥资源再利用前景广阔。有研究把油泥加热到一定温度，经过干馏和热分解，油泥中的有机物转化为烃类物质，最后转化为甲烷等可燃物[3]。我国对污泥热解进行了大量研究，其中，低温热解工艺经济实用，效果显著。污泥低温热解是一种新型热能利用技术，在低温（300～500℃）、高压（或常压）、无氧（或无氧）条件下，用催化剂（如污泥中的硅酸铝或重金属铜等）催化分解污泥中的蛋白质和油脂，将其分解为碳氢化合物，最终将污泥分解为油泥浆。近年来，日本发展出微波热分解技术，将无烟粉炭与活性污泥混合处理，可降低煤燃烧过程对环境的污染，提高煤的活性，降低煤渣的残留量。

3.7做好污水提升泵房的设计工作

在具体工作中，设计师应联合施工技术人员根据本企业每天需要处理的污水量，确定本企业潜水泵站相关参数与规模，通常污水处理泵站的流量须满足进水管输入流量，两者的流量设计应保持一致。设计人员须指导施工技术人员为本企业污水提升泵房做好防水墙施工作业，确保防水圈的安全性、稳固性、紧密性与完整性，避免发生污水外流和渗透等问题。

结束语

简而言之，城市污水处理厂采用城市废水脱盐工艺表明，脱盐工艺能够有效地去除所有恶臭物质，工厂的环境指标符合国家恶臭排放标准，脱盐工艺对以下指标没有负面影响该工艺稳定、易于维护、占地面积小，在污水恶臭控制领域具有很大的推广价值。

参考文献：

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[5]陈柯言.城市污水处理厂恶臭环境影响评价分析与防治[J].绿色科技，2019（08）：73-74.

作者：王森

吸附剂应用于环境治理论文篇3：

浅谈SF6组合电器微水超标原因

摘要：SF6气体的负电性，使它的绝缘性能和灭弧性能非常优越，被广泛应用于电力系统的高压断路器中，也为组合电器广泛应用提供了坚实的基础。但SF6气体在电弧的作用下，会产生剧毒的低氟化合物，对人体、设备造成伤害，而SF6气体的分解，又与气体中水分的含量的多少有着密切的关系。该文通过对某变电站组合电器微水超标实例分析，对组合电器中微水的危害、来源、影响因素做了详细的分析，提出微水超标的后的设备内部气体处理方法、设备处理方法和环境治理办法。

关键词：组合电器微水超标治理

2012年，某供电公司在例行试验中，发现某220 kV变电站团葫#2线Ⅲ气室微水超标，达到了826 ppm。在随后的跟踪测试中，发现微水值有上升的趋势，最高达到了1256 ppm。当年的9月对团葫#2线Ⅲ气室进行了气体置换及停电抽真空处理。2013年的例行试验中，发现220 kV西葫#1线、#1主变一次II气室微水超标，在随后的跟踪测试中，发现处理效果不理想，2014年8月5日测试结果为#1主变一次II气室微水含量反弹至951 ppm、220 kV西葫#1线II气室微水含量反弹至437 ppm，并发现220 kV团葫#2线微水含量达到1185 ppm。

我们为什么对组合电器中微水的含量这么重视？SF6的分解反应与水分有很大关系。在电弧高温作用下，很少量的SF6会分解为有毒的SOF2、SO2F2、SF4和SOF4等。电弧分解物的多少与SF6中所含水份有关，因此，把水份控制在规定值以下是非常必要的。

1 SF6气体的优点

SF6由卤族元素中最活泼的元素氟原子与硫原子结合而成，其分子结构是6个F原子处于顶点位置而S原子处于中心位置的正八面体，S和F以共价键联结。

SF6气体是无色、无臭、不燃、无毒的惰性气体，具有优良的绝缘性能，且不会老化变质。它的比重约为空气的5倍。在标准大气压下，-62℃时液化，在均匀电场中为空气的2到3倍，在3个大气压下绝缘强度与变压器油相当。在12个大气压下，0℃时液化。

SF6气体的高绝缘强度是由卤族化合物的负电性，即对电子的吸附能力造成的，使SF6具有强大的灭弧能力。因为SF6分子吸附自由电子后变为负离子，负离子容易和正离子复合形成中性分子，使电弧空间的导电性很快消失。特别在电弧电流接近零值时，这种作用更加显著。如果利用SF6气体吹弧，使大量新鲜的SF6分子不断和电弧接触，则灭弧更加迅速。

2 SF6气体缺点

SF6气体不溶于水和变压器油，在炽热的温度下，它与氧气、氩气、铝及其他许多物质不发生作用。但在电弧和电晕的作用下，SF6气体会分解，产生低氟化合物，这些化合物又和电极材料、水分、氧气等进一步反应，组成新的有毒的化合物，会引起绝缘材料的损坏，且这些低氟化合物是剧毒气体。SF6气体中水分的多少，对电弧分解物组成的含量有很大的关系。SF6气体中的水分危害如下。

2.1 水分引起设备化学腐蚀

在常温下，SF6气体化学性质非常稳定，当温度低于500℃时，一般不会自行分解。但是当SF6气体中含有较多的水分时，温度在200℃时就会水解，其分解反应式为：

2SF6+6H2O→2SO2+12HF+O2

因此在组合电器中，必须严格控制气体中水分的含量。

2.2 水分对绝缘件的危害

水分在电气设备中，除了对金属部件和绝缘部件产生腐蚀作用外，还在它的表面形成凝结水，附在绝缘件的表面，而造成沿面放电。

3 SF6气体中水分的控制

SF6气体中水分、有毒气体都可以用吸附剂来吸收。在组合电器中放入适量的吸附剂，水分、毒气都可以减少，从而保证运维人员的安全。

表1中是实验室没有放置吸附剂的情况下，经过若干次开断后，累计开断电流为1190kA，所分解出来的杂质。

从表中可以看出分解物只有4种，CF4是断路器的喷口的四氟乙烯材料分解下来的，是无害气体。活性氧化铝、分子筛是GIS设备中常用的吸附剂。

4 SF6气体中水分的来源分析

4.1 新SF6气体在生产中含有水分。

国家电网公司《高压开关设备管理规范》中，对新SF6气体质量标准做出规定，要求新气纯度≥99.8%，空气≤0.05%，四氟化碳≤0.05%，湿度≤8 μg/g，酸度≤0.3 μg/g，可水解氟化物≤1.0 μg/g，新气无毒性，水分含量标准如表2所示。

4.2 以环氧树脂为材料的盆式绝缘子，在运行过程中释放水分

环氧树脂本身含有0.1%～0.5%ppm的水分，在设备运行过程中，慢慢向外释放，这部分水分随着环境温度的变化而变化。

4.3 嵌入式电流互感器释放水分

电流互感器在装配前，均要经过干燥。干燥不彻底，或由烤箱进入组合电器的过程中需要一段时间，使电流互感器吸收空气中的水分。运行中的电流互感器温度逐渐升高，内部所含水分渐渐蒸发释放出来，进入SF6气体中。

4.4 透过密封件进入的水分

在组合电器中，其内部压力比较大，但常态下水的压力要比内部高。水分体积值为10-6×30，充气压力值为0.5MPa，水分的压力值为0.5×30×10-6=0.015×10-3MPa。当外界湿度为70%，温度为20℃时，水蒸气的饱和压力值为2.38×10-3×0.7=1.666×10-3MPa，说明外界水压力比内部环境的水压力值要高很多。

4.5 罐体渗漏进入的水分

理论上讲，组合电器内部压力为4～6个大气压，外部为1个大气压，内部应该向外渗漏才对。但实际情况是气体内部水蒸气的压力小于设备外部环境的水蒸气压力，水蒸气由设备外部向内部渗透。

GIS内部水蒸气压力为（环境温度20℃，外界湿度85%，压力为0.6 MPa，微水含量为150 ppm时）：

0.6×150×10-6=0.09×10-3 MPa

GIS设备外部压力（水蒸气的温度20℃，其饱和压力2.33×10-3 MPa，环境湿度85%）：

2.33×10-3×0.85=1.98×10-3 MPa

则GIS设备外部和内部水蒸气压力之比为：

K=22

也就是说，GIS设备外部水蒸气的压力是内部水蒸气压力的22倍。

5 该站GIS设备水分分析

（1）该站地处沿海地区，典型的温热带海洋气候，空气湿润。

（2）该站站址位于山坡下，位置相对低洼。该站GIS设备户内布置，设备紧凑，输电线路采用电缆出线，在GIS室下方有一条电缆沟。由于山水渗透的影响，电缆沟内常年有积水，是室内环境湿度高的又一原因。

（3）夏季时，环境湿度大，GIS室内见不到阳光，水分形成凝露，附着在地面、设备支架等部位。可以这样说，夏季时，GIS设备处于水蒸气的“蒸笼”中。

该站的微水试验超标后，运维人员通过检测GIS设备的各个部位，发现有3个点微渗。通过以上分析可知，这3个微渗点也是本次检测微水超标的“帮凶”。

（4）吸附剂带入和释放的水分。

新生产的吸附剂本身含有一定量的水分。在GIS工作过程中，吸附剂又不断吸收来自各方面的水分和杂质，逐渐达到饱和。达到水分饱和的吸附剂不再吸收水分，而成为水分增长的“帮凶”，不断向SF6气体中释放水蒸气。

吸附剂饱和原因分析：该站于2003年11月份投运，设备已经运行12年，期间没有经过解体检修、更换吸附剂的情况，吸附剂饱和属于正常老化现象。

团葫#2线在更换吸附剂、更换新气体处理一年后，又发现了微水值反弹现象，是因为根据当时的微水值，且有不断上升的趋势，依据状态检修《SF6组合电器评价导则》扣分标准，确定为严重状态，需要尽快安排停电检修，时间选择在了9月底。此间，该公司运检部多次组织厂家人员、专家进行微水超标原因分析，并利用检漏测试仪（型号SF6 GAS-LEAK）检测未发现渗漏点。处理时正好赶上连绵的阴雨天，当时环境湿度始终保持在60%～75%之间。在更换吸附剂及设备组装的过程中，吸附剂暴露在空气中，吸收了很多水分，在干燥的过程中没有完全处理掉。再者，因受当时施工条件限制，电流互感器及绝缘件干燥的不彻底，导致水分没有完全清除出去。

组合电器在拆解的过程中，发现西葫#1线间隔有两个绝缘子有放电痕迹，两个导线触头有略微的锈迹，分析认为吸附剂饱和后，SF6气体内的水分足够大，在绝缘子、导体上形成凝露。当凝露聚集到一定程度的时候，在高压下放电，形成放电痕迹。

6 GIS微水超标处理。

本次处理，该公司吸取了上次处理团葫#2线微水超标的教训，材料方面采取如下处理措施：

（1）施工选择在环境温度低、空气相对干燥的12月份。

（2）更换2个有放电痕迹的绝缘子，2对有锈迹的梅花触头。

（3）更换2002—2006年投运的内置电流互感器144只。

（4）停电回路的SF6气体全部回收，补充新的、合格的SF6气体。

（5）定位微渗点，采用锚喷的工艺处理，彻底解决微渗问题。

环境方面采取如下处理措施：

（1）5～9月，GIS室每天强力通风30 min。

（2）在GIS室放置4个温湿度计，环境湿度大于60%时，除了强力通风外，打开GIS室窗户、大门晾晒，防止凝露。

（3）每天巡视检查电缆沟内积水情况，发现积水及时启动排水泵排水，尽量保持低水位。