剩余污泥資源化制備生物炭的研究

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1、分類號：密級：UDC：編號：工學碩士學位論文剩余污泥資源化制備生物炭的研究碩士研究生：安青指導教師：劉廣民教授學科、專業(yè)：化學工程與技術論文主審人：夏淑梅副教授哈爾濱工程大學2018年03月分類號：密級：UDC：編號：工學碩士學位論文剩余污泥資源化制備生物炭的研究碩士研究生：安青指導教師：劉廣民教授學位級別：工學碩士學科、專業(yè)：化學工程與技術所在單位：材料科學與化學工程學院論文提交日期：2018年01月論文答辯日期：2018年03月學位授予單位：哈爾濱工程大學ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheProfessionalDeg

2、reeofMaster（MasterofEngineering）StudyonRecyclingofSludgeforBiocharProductionCandidate:AnQingSupervisor:LiuGuangminAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:ChemicalEngineeringandTechnologyDateofSubmission:Jan.2018DateofOralExamination:Mar.2018University:HarbinEngineeringUnive

3、rsity哈爾濱工程大學學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：本論文的所有工作，是在導師的指導下，由作者本人獨立完成的。有關觀點、方法、數(shù)據(jù)和文獻的引用已在文中指出，并與參考文獻相對應。除文中已注明引用的內容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)公開發(fā)表的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律結果由本人承擔。作者（簽字）：日期：年月日哈爾濱工程大學學位論文授權使用聲明本人完全了解學校保護知識產(chǎn)權的有關規(guī)定，即研究生在校攻讀學位期間論文工作的知識產(chǎn)權屬于哈爾濱工程大學。哈爾濱工程大學有權保留并向國家有關部門或機構送交

4、論文的復印件。本人允許哈爾濱工程大學將論文的部分或全部內容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文，可以公布論文的全部內容。同時本人保證畢業(yè)后結合學位論文研究課題再撰寫的論文一律注明作者第一署名單位為哈爾濱工程大學。涉密學位論文待解密后適用本聲明。本論文（□在授予學位后即可□在授予學位12個月后□解密后）由哈爾濱工程大學送交有關部門進行保存、匯編等。作者（簽字）：導師（簽字）：日期：年月日年月日摘要活性污泥法處理污水的技術是一種在國內外被廣泛應用的污水處理技術，隨著經(jīng)濟和人口的快速增加，污水產(chǎn)生量大大增加使得剩余污泥的產(chǎn)生量大大增加，

5、而剩余污泥處理包括填埋和焚燒，填埋和焚燒會造成很大的環(huán)境污染還有極大的處理成本。剩余污泥中含有大量的有機質，本研究旨在利用剩余污泥作為原材料，通過熱解過程實現(xiàn)剩余污泥的資源化處理和減量化處理。本文以剩余污泥作為原材料，通過水熱和氣熱兩種方式實現(xiàn)剩余污泥的資源化；針對水熱生物炭，通過的元素分析，傅里葉紅外光譜（FTIR），，掃描電子顯微鏡（SEM）等儀器對水熱生物炭的表面結構進行分析，可以看出隨著溫度和合成時間的增加，生物炭的表面基團呈現(xiàn)脫落的趨勢致使生物炭的元素含量發(fā)生變化，但是碳元素始終是主要的元素。本文還結合生物炭的表面基團和利用三維熒光光譜檢測生物炭的二次溶出物，

6、例如醛基和羰基等等基團具有電子轉移能力的分析，探究了水熱生物炭在室溫和光照下具有催化產(chǎn)生羥基自由基的能力，利用高效液相色譜檢測自由基的濃度。與此同時，在探究水熱生物炭的同時，本研究還在水熱生物炭上負載金屬離子，探究負載金屬離子催化產(chǎn)生自由基的能力，結果表明,負載金屬離子的生物炭能大大提高催化產(chǎn)生自由基的量，結合紅外分析來看，負載金屬離子具有固定表面基團的能力，鐵離子的固定能最強；除此之外，負載金屬的生物炭，在表面基團起到催化作用的同時，負載在生物炭表面的離子同時也能發(fā)生類芬頓反應，催化過氧化氫產(chǎn)生自由基，產(chǎn)生自由基的量大大增加。本研究在檢測自由基的同時也利用催化產(chǎn)生的自

7、由基降解產(chǎn)生污染模式物:苯酚和4-氯苯酚，相對于原始污泥來說，加入金屬離子也大大提高了生物炭的降解苯酚能力，加入鐵離子的時候，降解了苯酚80.34mg/L，降解率達到了93.00%；加入鋁離子的時候，降解了苯酚61.58mg/L，降解率達到了71.28%；；加入鈦離子的時候，降解了苯酚70.58mg/L，降解率達到了81.60%。對于4-氯苯酚而言，加入鐵離子的時候，降解了4-氯苯酚63.04mg/L，降解率達到了77.1%；加入鋁離子的時候，降解了4-氯苯酚58.50mg/L，降解率達到了71.60%；；加入鋁離子的時候，降解了4-氯苯