污泥基生物炭的研究进展
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2. 郑州市污水净化有限公司，河南 郑州 450051） Wu Lairong1，Huang Lin2，Cao Jun2，Qiao Junhui2，Liu Yongde1 (1.College of Chemistry and Chemical Engineering, Henan University of Technology,
２ 污泥基生物炭的研究现状 2.1 污泥基生物炭对重金属吸附研究
还有学者研究了污泥基生物炭对堆肥质量的影响及堆 肥成品对作物和土壤性质的影响 [11]。污泥基生物炭几 乎是纯碳，将其埋至地底下可长达几百年甚至上千年 不会消失，等同于将碳封存于土壤中，有助于减缓全 球气候变暖的问题。
污泥在无氧条件下，加热至 300 ～ 900 ℃即可发 生热解反应，产生可作为能源的合成气和生物油，固 体残渣即为生物炭 [12,13]。生物炭是一种环境功能材料， 可吸附重金属。目前对污泥热解的报道主要关注提高 能量回收的效率，而生物炭的性质与利用，尤其是作
１ 生物炭的定义及特性
为吸附剂方面关注较少。生物炭因底物、反应条件的 差异，表现出对重金属不同的吸附性能和吸附机制。
1.1 生物炭的定义
Rio 等热解石灰干化污泥制得的生物炭对 Cu（II）的吸
生物炭是指在低氧环境下，通过高温裂解将木材、 草、玉米秸秆或动物粪便、污泥碳化，以固定碳元素 为目的炭。目前，生物炭生产多采用高温分解法，在 400 ～ 600 ℃的高温下将生物质置于缺氧状态下，有控 制地高温慢速裂解。裂解产物除生物炭外，还有焦油、 裂解气和木醋液等副产品 [2]。
关键词：污泥；热解；生物炭
Ａｂｓｔｒａｃｔ：In recent years, China’s sewage treatment industry has developed rapidly, followed by sludge disposal problems become the priority that environmentalists need to solve. If the source of sludge is different, the final use of sludge will be different. Some sludge contain heavy metals, organic pollutants, so that can’t be used in agriculture directly, it is a better way to make sludge for bio-carbon after pretreatment. At present, many scholars are studying the feasibility of the pyrolysis process, bio-carbon as a soil amendment to the soil can improve the soil physical and chemical properties and biological traits, effectively reduce the concentration of soil contaminants. In this paper, the progress of research and application of sludge-based bio-carbon at home and abroad is summarized, the development prospect of sludge-based bio-carbon is evaluated and forecasted.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Sludge; Pyrolysis; Bio-carbon
中图分类号：X703
污泥作为一种污水处理过程中不可避免的副产 物，其产量随城镇化的快速发展而日益增加，因此， 我国迫切需要除填埋和焚烧外，更加有效的处理处置
方法。污泥热解制备生物炭因在能量消耗、资源回收、 重金属溢出控制方面优于传统的焚烧过程而受到广泛 关注 。 [1-3] 大部分污泥热解研究关注于能量和燃料品
Zhengzhou 450001, China; 2.Zhengzhou Sewage Purification Co., Ltd., Zhengzhou 450051, China)
摘 要：近年来，我国污水处理行业发展迅速，随之而来的污泥处置问题成为亟待解决的难题。污泥来 源不同，最终的用途也会有差异，部分污泥含重金属、有机污染物，无法直接农用，使污泥经预处理制备成生 物炭是一个较好的出路。目前，不少学者研究污泥热解工艺的可行性，热解产物生物炭作为土壤改良剂施加到 土壤中，可改善土壤的物理、化学和生物学性状，有效降低土壤中的污染物浓度。基于此。总结污泥基生物炭 在国内外的研究应用进展，并在此基础上展望污泥基生物炭的发展前景。
XIANDAISHIPIN 现代食品 / 13
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行业综述 Modern Food
质 [4]、热解行为 [5-6]、固态炭作为吸附剂去除水体污染 物性能 [7-8] 等方面，也有学者直接将污泥基生物炭添加 到土壤中，探究其对作物的产量和土壤性质的影响 ， [9-10]
ｄｏｉ：10.1６７３６／ｊ．ｃｎｋｉ．ｃｎ４１－１４３４／ｔｓ．２０１研究进展
Ｔｈｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ Ｓｌｕｄｇｅ－ｂａｓｅｄ Ｂｉｏ－ｃａｒｂｏｎ
◎ 吴来荣 1，黄 林 2，曹 军 2，乔俊辉 2，刘永德 1 （1. 河南工业大学化学化工学院，河南 郑州 450001；
附能力远强于以脱水污泥为基质的生物炭，推测吸附 机制为离子交换和表面沉淀的共同作用 [14]。Rozada 等 报道污泥基生物炭对 Cu、Pb、Cr 的最大吸附量分别为 3.6、30.1、1.5 mg/g，且吸附优先顺序为 Pb（II）＞ Cu （II）＞ Cr（III）[15]。丁文川 等在 700 ℃下热解富磷 剩余污泥制得生物炭，磷元素可增强生物炭表面对重金 属的结合能力，对 Pb（II）的最大吸附量达 34.5 mg/g[16]。陈
２ 污泥基生物炭的研究现状 2.1 污泥基生物炭对重金属吸附研究
还有学者研究了污泥基生物炭对堆肥质量的影响及堆 肥成品对作物和土壤性质的影响 [11]。污泥基生物炭几 乎是纯碳，将其埋至地底下可长达几百年甚至上千年 不会消失，等同于将碳封存于土壤中，有助于减缓全 球气候变暖的问题。
污泥在无氧条件下，加热至 300 ～ 900 ℃即可发 生热解反应，产生可作为能源的合成气和生物油，固 体残渣即为生物炭 [12,13]。生物炭是一种环境功能材料， 可吸附重金属。目前对污泥热解的报道主要关注提高 能量回收的效率，而生物炭的性质与利用，尤其是作
１ 生物炭的定义及特性
为吸附剂方面关注较少。生物炭因底物、反应条件的 差异，表现出对重金属不同的吸附性能和吸附机制。
1.1 生物炭的定义
Rio 等热解石灰干化污泥制得的生物炭对 Cu（II）的吸
生物炭是指在低氧环境下，通过高温裂解将木材、 草、玉米秸秆或动物粪便、污泥碳化，以固定碳元素 为目的炭。目前，生物炭生产多采用高温分解法，在 400 ～ 600 ℃的高温下将生物质置于缺氧状态下，有控 制地高温慢速裂解。裂解产物除生物炭外，还有焦油、 裂解气和木醋液等副产品 [2]。
关键词：污泥；热解；生物炭
Ａｂｓｔｒａｃｔ：In recent years, China’s sewage treatment industry has developed rapidly, followed by sludge disposal problems become the priority that environmentalists need to solve. If the source of sludge is different, the final use of sludge will be different. Some sludge contain heavy metals, organic pollutants, so that can’t be used in agriculture directly, it is a better way to make sludge for bio-carbon after pretreatment. At present, many scholars are studying the feasibility of the pyrolysis process, bio-carbon as a soil amendment to the soil can improve the soil physical and chemical properties and biological traits, effectively reduce the concentration of soil contaminants. In this paper, the progress of research and application of sludge-based bio-carbon at home and abroad is summarized, the development prospect of sludge-based bio-carbon is evaluated and forecasted.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Sludge; Pyrolysis; Bio-carbon
中图分类号：X703
污泥作为一种污水处理过程中不可避免的副产 物，其产量随城镇化的快速发展而日益增加，因此， 我国迫切需要除填埋和焚烧外，更加有效的处理处置
方法。污泥热解制备生物炭因在能量消耗、资源回收、 重金属溢出控制方面优于传统的焚烧过程而受到广泛 关注 。 [1-3] 大部分污泥热解研究关注于能量和燃料品
Zhengzhou 450001, China; 2.Zhengzhou Sewage Purification Co., Ltd., Zhengzhou 450051, China)
摘 要：近年来，我国污水处理行业发展迅速，随之而来的污泥处置问题成为亟待解决的难题。污泥来 源不同，最终的用途也会有差异，部分污泥含重金属、有机污染物，无法直接农用，使污泥经预处理制备成生 物炭是一个较好的出路。目前，不少学者研究污泥热解工艺的可行性，热解产物生物炭作为土壤改良剂施加到 土壤中，可改善土壤的物理、化学和生物学性状，有效降低土壤中的污染物浓度。基于此。总结污泥基生物炭 在国内外的研究应用进展，并在此基础上展望污泥基生物炭的发展前景。
XIANDAISHIPIN 现代食品 / 13
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行业综述 Modern Food
质 [4]、热解行为 [5-6]、固态炭作为吸附剂去除水体污染 物性能 [7-8] 等方面，也有学者直接将污泥基生物炭添加 到土壤中，探究其对作物的产量和土壤性质的影响 ， [9-10]
ｄｏｉ：10.1６７３６／ｊ．ｃｎｋｉ．ｃｎ４１－１４３４／ｔｓ．２０１研究进展
Ｔｈｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ Ｓｌｕｄｇｅ－ｂａｓｅｄ Ｂｉｏ－ｃａｒｂｏｎ
◎ 吴来荣 1，黄 林 2，曹 军 2，乔俊辉 2，刘永德 1 （1. 河南工业大学化学化工学院，河南 郑州 450001；
附能力远强于以脱水污泥为基质的生物炭，推测吸附 机制为离子交换和表面沉淀的共同作用 [14]。Rozada 等 报道污泥基生物炭对 Cu、Pb、Cr 的最大吸附量分别为 3.6、30.1、1.5 mg/g，且吸附优先顺序为 Pb（II）＞ Cu （II）＞ Cr（III）[15]。丁文川 等在 700 ℃下热解富磷 剩余污泥制得生物炭，磷元素可增强生物炭表面对重金 属的结合能力，对 Pb（II）的最大吸附量达 34.5 mg/g[16]。陈