微波熱解制備污泥生物炭研究.pdf

1、隨著污水收集、處理比率的提高，如何妥善處理處置污水處理過程中產(chǎn)生的剩余污泥，避免二次污染，已成為環(huán)保界亟待解決的問題。
　　本研究以城市污水處理廠的剩余污泥為研究對象，通過微波熱解方式制備污泥生物炭，并探索污泥生物炭特性及應(yīng)用潛勢。探索不同熱解溫度、添加不同化學(xué)活性劑對污泥生物炭特性的影響及微波熱解過程污泥中重金屬形態(tài)的變化規(guī)律，同時研究生物炭土地利用潛勢及經(jīng)活化熱解所得生物炭對MB的吸附特性。
　　溫度顯著影響微波低溫?zé)峤?/p>

2、制備污泥生物炭。隨著熱解溫度的升高，生物炭的有機(jī)質(zhì)含量由原干污泥的74.33％逐漸降至450℃條件下的51.99％，灰分含量則由27.2％增高至49.06％。C元素含量由原干污泥的35.33wt.％提高至400℃條件下的最大值45.48wt.％，同時表面形貌及比表面積等隨著熱解溫度與熱解條件而呈現(xiàn)不同的變化。
　　通過分步提取法研究微波熱解對污泥中重金屬形態(tài)的影響后發(fā)現(xiàn):微波熱解可使污泥中多種生態(tài)風(fēng)險高的可溶解態(tài)與可還原態(tài)的重金屬

3、轉(zhuǎn)化為生態(tài)風(fēng)險小的性質(zhì)穩(wěn)定的殘渣態(tài)。采用三種評價方法對生物炭的重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險進(jìn)行評價，得出微波熱解對重金屬元素生態(tài)風(fēng)險的影響存在一定的差異，其中As、Cu、Ni、Zn對環(huán)境的生態(tài)風(fēng)險明顯降低，而Cr、Pb則不顯著。
　　化學(xué)活化劑的添加，可以較顯著的增加生物炭的比表面積，通過KOH的活化在700℃下BET比表面積最大，為467.21m2/g，在相同的熱解溫度下，不同活化劑活化下BET比表面積大小順序依次為KOH＞ZnCl2＞H

4、2SO4＞檸檬酸＞H3PO4。
　　污泥生物炭吸附性能測試結(jié)果表明，生物炭對亞甲基藍(lán)的吸附與生物炭的比表面積有一定的關(guān)系，在相同的條件下，各活化劑下所得生物炭的吸附能力順序為KOH＞ZnCl2＞H2SO4＞H3P04＞檸檬酸。多數(shù)污泥生物炭對MB的吸附行為符合Freundlich等溫方程，說明MB在生物炭表面并非為單分子層吸附。生物炭對MB的吸附更符合Lagergren的二級動力學(xué)吸附，且由二級速率方程得出的平衡吸附量與實驗所得的

5、平衡吸附量更接近。
　　通過黑麥草種子發(fā)芽測試實驗，發(fā)現(xiàn)污泥生物炭對黑麥草發(fā)芽具有一定的促進(jìn)作用，SC350組發(fā)芽率達(dá)到了98.15％，比土壤對照組的88.89％要高出9.26％。通過黑麥草的種植，發(fā)現(xiàn)污泥生物炭的添加，對黑麥草生長無負(fù)面影響，而相對于直接污泥添加，添加熱解后生物炭的試驗組黑麥草生長狀況良好。
　　利用微波熱解污泥制備生物炭可以實現(xiàn)污泥減量無害和資源化，通過熱解不僅可以降低污泥農(nóng)用的生態(tài)風(fēng)險，輔助化學(xué)活化還可