污泥基生物质炭在水处理中的应用

城市里经常出现污泥污水处理。随着我国工业化的发展，大量污泥日益增多。污泥中含有许多有毒物质，如重金属、盐类、有机污染物、致病菌等。长期暴露在环境中会严重影响人体健康，破坏生态环境。因此，城市污泥的有效处理是环境发展过程中亟待解决的问题之一。在污水处理中，吸附法具有成本低、操作简单、污染物去除能力强的优点。生物质炭作为一种常用的优良吸附剂，广泛应用于水污染治理。城市污泥热解制备的污泥基生物炭具有发达的孔隙结构、较大的比表面积和丰富的表面官能团，对污水和废水中的抗生素、重金属离子、有机污染物和染料等具有良好的去除效果。

1.污泥基生物质炭在水污染中的应用

1.1重金属离子的吸附和去除

重金属污染是指重金属或其化合物造成的环境污染，主要来源于工业污染、生活垃圾等方面。它长期存在于生态环境中，最终会随着生物链的积累严重危害人类健康。郭家军等. KOH活化污泥基生物炭。经过研究发现，活化剂浓度为15%时，吸附效果较好。当污泥与KOH溶液的质量比为1:1时，吸附率达到99.87%。当活化剂浓度合理时，污泥基生物炭由于脱水会有更多的孔隙，增加其金属吸附能力。但活化剂过少或过多时，由于孔隙不足和孔隙较大，吸附效果会下降。最佳制备条件为KOH浸泡时间4h，炭化温度750℃，炭化时间40min。段等利用含铁污泥和棉秆制备包膜棉秆生物炭去除Cr(VI)。分析表明，该吸附剂的比表面积为129.2m2/g，孔容为0.1711cm3/g，对Cr(VI)有很强的吸附能力。此外，铁碳化合物可以很容易地通过磁铁从溶液中分离出来，从而达到回收利用的效果。水处理厂产生的铁渣可以直接回收制备吸附剂，为铁资源的利用提供了较好的研究方向。张等研究发现，盐酸或氢氟酸预处理可以增强醋酸钾的活化作用，这两种物质可以改善污泥基生物炭的孔结构。与未处理的生物炭相比，利用发达的孔结构吸附金属铅，吸附容量大大提高。

1.2通过吸附去除染料

随着纺织、皮革和食品工业的快速发展，大量染料废水排放，其中偶氮染料毒性大，难降解，严重危害人体健康，造成环境污染。亚甲蓝作为一种常见的阳离子染料，具有芳香结构。活性污泥基生物炭对亚甲基蓝的吸附容量高达518mg/g。潘子谦等人用体积比为1:1的乙醇和水的混合物研究污泥液化得到的污泥基生物炭。该吸附剂的平均孔径为18.4nm，属于介孔类型，具有良好的吸附亚甲基蓝的结构条件。研究发现，液化污泥基生物炭吸附亚甲基蓝的机理包括π-π吸附、物理吸附等。将张骞铁负载到污泥基生物炭上，制备了一种能长时间活化过硫酸盐的非均相催化剂来降解酸性橙g。通过研究发现，污泥基生物炭负载铁后有效提高了过硫酸盐的活化效率，确定了最佳铁负载量为1mmol/g。吸附剂的用量和过硫酸盐的浓度与酸性橙g的降解效率成正比，而pH值对降解速率影响不大。

1.3吸附去除抗生素

刘、周采用壳聚糖和铁硫比对污泥基生物炭进行改性，研究改性前后的异同。用XRD、FTIR、BET、XPS和吸附-脱附曲线对材料进行了表征。讨论了动力学、等温线和热力学，应用了位能分布理论。通过Langmuir吸附模型，在2980K时，BCFe/S-4的吸附量达到183.01mg/g，与纯生物质炭相比具有良好的吸附能力。溶液的pH值对污泥基生物炭吸附四环素有一定的影响。pH对污泥基生物炭吸附四环素的影响主要在于pH影响污泥基生物炭的表面带电，四环素也会因溶液pH值的变化而转变其在溶液中的存在形式，产生不同的吸附情况。能量分布理论探讨了污泥基生物质在较高温度下表面更均匀，而BCFe/S-4正好相反。Nielsen和Bandosz1.4吸附和去除氨氮、磷酸盐和有机物在650℃和950℃下热解污泥和鱼粪的混合物以制备吸附剂，用于吸附磺胺甲恶唑(SMX)和甲氧苄啶(TMP)。用TA-MS、XRD、电位滴定和表面分析对吸附剂进行了表征。发现良好的表面化学特性是影响吸附性能的主要因素，吸附机理主要是螯合和滴定。

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张和王以城市污泥和啤酒糟的混合物为原料，在400 ~ 700℃热解制备生物炭。发现生物炭的产量与啤酒糟含量成正比，与温度成反比。与其他生物质炭相比，具有良好的吸附效果，吸附效率达到60%。杨等发现，用FeCl3浸渍的活性污泥基生物炭比用Fe3+/Fe2+共沉淀法制备的污泥基生物炭吸附能力更强，对磷酸盐的吸附量达到111.0mg/g，对低浓度磷酸盐具有良好的应用效果。活性污泥基生物炭回收5次后，吸附剂仍保持较高的吸附容量，氯化铁改性污泥基生物炭是一种很有前途的除磷吸附剂。Devi和Saroha利用造纸污泥热分解制备的生物质炭去除多环芳烃，研究了吸附剂温度在200 ~ 700℃时对多环芳烃吸附行为的影响。发现炭化程度决定了吸附行为，吸附量与吸附剂的芳香度和极性呈负相关，与吸附剂的比表面积、孔容和灰分含量呈正相关。

二。结论。

污泥基生物炭原料量大，取材方便，制备成本低。其多孔结构和表面化学性质在高温反应下对废水中的许多污染物有很好的吸附作用。在高温、缺氧或缺氧的情况下，能有效避免二恶英等有毒物质的产生，杀灭大量病原微生物，固化重金属。与焚烧和土地利用相比，大大降低了对环境的危害。在可重复使用性方面，大量实验证明，大多数污泥基生物炭具有良好的可重复使用性和较强的可操作性。在未来的应用中，污泥基生物质炭将更加注重多功能环保材料的开发，以满足各种水污染情况。(来源:西北民族大学化工学院)

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