微波熱解制備污泥生物炭研究

《微波熱解制備污泥生物炭研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文（工學(xué)碩士）微波熱解制備污泥生物炭研究桂成民二〇一五年五月分類號(hào)：學(xué)校代號(hào)８４５１１ＵＤＣ：密級(jí)：２１１１２０７０２５：學(xué)號(hào)廣東學(xué)碩士學(xué)位論文（工學(xué)碩士）微波熱解制備污泥生物炭研究桂成民指導(dǎo)教師姓名、職稱：李萍副教授魏源送研究員學(xué)科（專業(yè)）或領(lǐng)域名稱：環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)生所屬學(xué)院：環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院論文答辯日期：２０１５年５月３０日ＡｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳｕｂｍｉｔｔｅｄｔｏＧｕａｎｏｎｔｏｆＤｇｄｇＵｎｉｖｅｒｓｉｙＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒｔｈｅＤｅｇｒｅｅｏｆＭａｓ

2、ｔｅｒ（ＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｃｉｅｎｃｅ）ＭｉｃｒｏｗａｖｅＰｙｒｏｌｙｓｉｓｔｏＰｅｒｐａｒｅＳｅｗａｇｅＳｌｕｄｇｅＢｉｏｃｈａｒＣａｎｄｉｄａｔｅ：ＣｈｅｎｇｍｉｎＧｕｉＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：Ａ．ＰＰｉｎｇＬｉ．Ｍａｙ２０１５ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｕａｎｇｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＧｕａｎｇｚｈｏｕ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ，５１０００６￡￡摘要隨著污水收集，

3、、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宄對(duì)象，通過微波熱解方式制備污，并探索污泥生物炭特性及應(yīng)用潛勢(shì)泥生物炭。探索不同熱解溫度、添加不同化學(xué)活性劑對(duì)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(shí)研究生物炭土地利用潛勢(shì)及經(jīng)活化熱解所得生物炭對(duì)ＭＢ的吸附特性。溫度顯著影響微波低溫?zé)峤庵苽湮勰嗌锾?。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４５（ｒＣ條件下的５１．９９％，灰分含量％提高至°２７．２％４９０６％Ｃ元３５３

4、３ｗｔ４００（：則由增高至．。素含量由原干污泥的．．條件下的最大值４５．４８ｗｔ．％，同時(shí)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。通過分步提取法研宄微波熱解對(duì)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(xiǎn)高的可溶解態(tài)與可還原態(tài)的重金屬轉(zhuǎn)化為生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)小的性質(zhì)穩(wěn)定的殘?jiān)鼞B(tài)。采用三種評(píng)價(jià)方法對(duì)生物炭的重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)一價(jià)，得出微波熱解對(duì)重金屬元素生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的影響存在，其中Ａｓ定的差異、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｚｎ對(duì)環(huán)境的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)明顯降低，而Ｃｒ、Ｐｂ則不顯著。ＫＯＨ的化學(xué)活化劑的添加，可以較顯著的增加生物炭的比表面積，通過活２化在７

5、０（ｒＣ下ＢＥＴ比表面積最大，為４６７．２１ｍ／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Ｋ０Ｈ＞ＺｎＣｌ２＞Ｈ２Ｓ０４＞梓檬＞ＨＰ０Ｍ３４ｏ污泥生物炭吸附性能測(cè)試結(jié)果表明，生物炭對(duì)亞甲基藍(lán)的吸附與生物炭的比一，表面積有定的關(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＞Ｈ２Ｓ０４＞Ｈ３Ｐ０４＞＾檬酸。多數(shù)污泥生物炭對(duì)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(duì)ＭＢ的吸附更符合Ｌａｇｅｒｇｒｅｎ的二級(jí)動(dòng)力學(xué)吸附，且由二級(jí)速率方程得出的平衡吸附量與實(shí)驗(yàn)所得的

6、平衡吸附量更接近。通過黑麥草種子發(fā)芽測(cè)試實(shí)驗(yàn)一，發(fā)現(xiàn)污泥生物炭對(duì)黑麥草發(fā)芽具有定的促進(jìn)作用，ＳＣ３５０組發(fā)芽率達(dá)到了９８．１５％，比土壤對(duì)照組的８８．８９％要高出９．２６％。Ｉ廣東工業(yè)大學(xué)項(xiàng)士學(xué)位論文通過黑麥草的種植，發(fā)現(xiàn)污泥生物炭的添加，對(duì)黑麥草生長(zhǎng)無負(fù)面影響，而相對(duì)于直接污泥添加，添加熱解后生物炭的試驗(yàn)組黑麥草生長(zhǎng)狀況良好。利用微波熱解污泥制備生物炭可以實(shí)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(xiǎn)，輔助化學(xué)活化還可將熱解所得生物炭作為廉價(jià)的吸附劍使用，具有較好的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：污泥；熱解；生物炭；微波；吸附ｎＡｂｓｔ

7、ｒａｃｔＡｂｓｔｒａｃｔＷｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｗａｓｔｅｗａｔｅｒｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎａｎｄｔｒｅａｔｍｅｎｔｅｆｉｃｉｅｎｃ，Ｈｏｗｙｔｏｐｒｏｐｅｒｌｈａｎｄｌｅｓｅｗａｇｅｓｌｕｄｇｅａｎｄａｖｏｉｄｓｅｃｏｎｄａｒｙｏｌｌｕｔｉｏｎｈａｓｂｅｃｏｍｅｔｏｔｈｅｙｐｐｕｂｌｉｃｏｆｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｒｏｂｌｅｍ