污泥基生物炭的吸附性能

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生物炭的环境吸附行为及在土壤重金属镉污染治理中的应用

生物炭的环境吸附行为及在土壤重金属镉污染治

理中的应用

一、本文概述

本文旨在探讨生物炭的环境吸附行为及其在土壤重金属镉污染治理

中的应用。我们将概述生物炭的基本性质及其环境吸附行为的原理，包括其表面性质、官能团种类和分布以及其对不同污染物的吸附机制。随后，我们将详细介绍生物炭在土壤重金属镉污染治理中的应用，包括其对镉的吸附效果、影响因素以及在实际应用中的可行性。我们还将对生物炭的应用前景和潜在风险进行评估，以期为其在土壤重金属污染治理中的进一步应用提供理论支持和实践指导。通过本文的研究，我们期望能够为生物炭在环境保护领域的应用提供新的思路和方法，同时为土壤重金属污染治理提供更为有效和环保的解决方案。

二、生物炭的吸附特性

生物炭作为一种具有多孔结构和巨大比表面积的炭质材料，表现出优异的吸附性能。其吸附特性主要源于其丰富的表面官能团（如羧基、酚羟基、内酯基等）以及多孔结构形成的微孔和大孔。这些官能团和孔结构使得生物炭能够有效地吸附环境中的重金属离子、有机物和其

他污染物。

生物炭的吸附过程通常包括物理吸附和化学吸附。物理吸附主要依赖于生物炭的孔结构和表面积，通过范德华力等物理作用力将污染物吸附在表面。而化学吸附则涉及到生物炭表面的官能团与污染物之间的化学反应，如离子交换、络合反应等。这种双重吸附机制使得生物炭在多种污染物的去除中表现出良好的应用潜力。

在重金属镉的吸附中，生物炭的吸附能力受多种因素影响，包括生物炭的制备条件、表面性质、镉离子的浓度、pH值以及共存离子等。一般来说，生物炭的吸附能力随着镉离子浓度的增加而增强，但过高的浓度可能导致吸附饱和。pH值对生物炭吸附镉离子的影响也显著，通常在中性或弱碱性条件下，生物炭对镉离子的吸附能力较强。共存离子则可能通过与镉离子竞争吸附位点而降低生物炭的吸附效率。

生物碳对环境中污染物质的吸附研究进展

摘要：文章基于水体富营养化现象，探讨了生物碳用于环境污染的现状，以及在废水重金属吸附中的机制原理。以供参考。

关键词：生物碳；环境污染；吸附

前言

近年来，生物碳主要用于增加土壤碳汇和提升土壤肥力，以及增加土壤持水力，起到节约用水的目的。同时由于其具有较高的pH、较大的孔隙度以及丰富的含氧官能团，对水、土壤或底泥中的有机污染物以及重金属有较好的吸附固定作用，也成为污染环境治理的重要材料。因此近年来对于生物碳在环境治理及土壤修复等方面受到越来越多的关注。

1生物碳的介绍

水体富营养化是水体污染中最为普遍的现象，也是国内外水环境污染治理的难题。随着经济发展和人口增长，水体富营养化问题日趋突出，引起水质恶化、湖泊退化，严重破坏水体生态环境，威胁水生生物的生存，乃至人类健康。治理水体的富营养化，第一是严格控制各类污染源将营养物质带入水体，第二是削减已处于或趋近于富营养化状态的公共自然水体中的P含量。目前采用的方法主要有化学、物理和生物方法。化学法是投撒混凝剂或吸附剂，效果是暂时的，且有副作用；物理方法如清挖底泥，费用较高，技术难度大，掌握不好可能导致水体P平衡的破坏，水质更加恶化；生物方法过去多采用在水域中放养凤眼莲等水生杂草，虽收到一定效果，但由于价值低难以收获利用，且产生二次污染。

生物碳（Biochar）是生物质原料（通常是秸秆、稻壳、果壳、木屑等农林废弃物以及家畜粪便）在完全绝氧或部分缺氧条件下经高温热裂解产生的一类高度芳香化和高稳定性的高碳固体产物。生物碳自身具有较高的稳定性，pH呈碱性特征和富含养分物质，以及具有保水、持留养分、改善土壤环境质量、利于微生物繁殖等优点，对环境污染治理起着重要作用。

铁改性污泥生物炭的制备及其吸附性能研究

一、引言

随着工业化和城市化的快速发展，环境污染已经成为当今社会面临的严重问题之一。其中，水体污染是一个尤为突出的问题，给人类健康和生态环境造成了巨大的威胁。因此，寻找高效、经济、环境友好的材料来处理废水成为当务之急。生物炭因其独特的结构和化学性质，成为一种优良的废水处理材料。铁改性污泥生物炭作为一种新型的吸附剂，具有广泛的应用潜力。

二、铁改性污泥生物炭的制备方法

1.生物炭的制备

生物炭是通过高温裂解生物质制得的，其具有均质的孔隙结构和较大的比表面积。制备生物炭的常用方法包括焦化、热解和碱处理等。其中，热解法是最常用的方法，其通过在高温下将生物质加热，使其热解产生生物炭。

2.铁改性污泥生物炭的制备

铁改性污泥生物炭是在制备生物炭的基础上，将其与铁盐进行反应得到的。首先，将生物炭与铁盐溶液进行搅拌，使两者充分混合。然后，将混合物在一定的温度条件下反应一定的时间。最后，将反应产物进行过滤和干燥，得到铁改性污泥生物炭。

三、铁改性污泥生物炭的吸附性能研究

1.吸附性能测试

通过实验室模拟的废水处理实验，对铁改性污泥生物炭的吸附性能进行评估。首先，准备一定浓度的废水溶液，然后将铁改性污泥生物炭与废水溶液充分接触，并在一定的时间内保持搅拌。最后，通过测试废水溶液中目标污染物的浓度变化来评估

铁改性污泥生物炭的吸附性能。

2.吸附机理研究

通过对吸附过程的分析，探究铁改性污泥生物炭的吸附机理。主要包括探究吸附剂与目标污染物之间的作用力，了解吸附过程中各种因素的影响，以及吸附剂表面功能基团与目标污染物之间的相互作用等。

造纸污泥生物炭对四环素的吸附特性及机理

造纸污泥生物炭对四环素的吸附特性及

机理

摘要：热力学分析表明,SBC 对 TC 的吸附为自发且吸热的过程.p H 值影响TC 的存在形态及 SBC的表面带电情况,对吸附过程有较大影响.通过吸附等温线分解法定量描述了表面吸附作用及分配作用的贡献率,结合 FTIR 分析,表明 SBC 对 TC 的吸附可能是分配作用、静电作用、氢键作用、π-π EDA 作用及离子交换作用等共同作用的结果。

关键词：造纸污泥生物炭；四环素；热解温度；吸附特性；吸附机制

一、材料与方法

（一）试剂与仪器

TC(C22H24N2O8),购于上海源叶生物有限公司. HCl 和 Na OH,均为分析纯,分别购自白银良友化学试剂有限公司和天津大茂化学试剂厂,试验用水为去离子水. FA2004N 电子天平(上海精密科学仪器有限公司);KSW-12-11 马弗炉(上海跃进医疗器械厂); THZ-82A 型气浴恒温振荡器(江苏丹阳门石英玻璃厂);UV-1800 型紫外可见分光光度计(上海美谱达仪器有限公司);PB-10 型 p H 计(赛多利斯科学仪器有限公司);红外光谱仪(FTIR,Nexus 870,美国);全自动比表面积和孔隙度分析仪(ASAP2010,美国);元素分析仪(vario ELcube,德国).

（二）生物炭的制备及表征

造纸污泥取自甘肃省静宁县某造纸废水处理厂.污泥自然风干后磨碎,过 60 目筛,置于带盖石英坩埚,放进马弗炉中,于300, 500和700℃下限氧热解6h,待冷却至室温后,取出保存备用,制得的生物炭分别标记为 SBC300、SBC500 和

污泥基生物炭的研究进展

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]。
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,
ｄｏｉFra Baidu bibliotek10.1６７３６／ｊ．ｃｎｋｉ．ｃｎ４１－１４３４／ｔｓ．２０１６．２０．００４
Modern Food 行业综述
污泥基生物炭的研究进展
ＴｈｅＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒｅｓｓｏｆＳｌｕｄｇｅ－ｂａｓｅｄＢｉｏ－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；

生物炭吸附

生物炭是一种富含碳素的多孔固体颗粒物质，由生物质在缺氧条件下经过高温转化而成。在土壤中添加生物质炭可以改善持水能力和养分供应，增加微生物活性，利于作物增产。

生物炭吸附机制主要包括分配作用机制、表面吸附机制以及其他微观机制。在分配作用机制中，非离子有机物被土壤吸附，分配到有机质当中，与表面积无关。而在表面吸附机制中，被吸附物质与吸附表面之间通过分子间引力或化学键而形成吸附过程，这是生物炭吸附土壤中氨氮、硝氮、磷的主要机制。此外，在生物炭吸附过程中还存在其他一些微观吸附机制会影响吸附过程，如孔隙作用等。

不过，目前生物质炭的有效性取决于其物理和化学特性，而这些特性受到废弃物本身的可利用性和生产加工制造等因素的影响，对其机理还需进一步系统研究。

污泥生物炭制备工艺研究

近年来，随着环保意识的增强，人们越来越重视垃圾处理和污水处理。而污泥是污水处理过程中产生的固体残渣，由于含有大量的有机物和微生物，长期堆积会对环境和人类健康造成极其不利的影响。因此，污泥处理已成为各国政府和企业的一个重要课题。而在众多的污泥处理技术中，生物炭制备工艺备受关注。

一、生物炭的制备方法

生物炭制备方法分为湿法和干法两种。湿法制备生物炭的时候生物质的水分含量需要控制在30%左右，同时需要添加少量的粘结剂；干法制备生物炭的时候需要将草木干燥后，放入高温炉内进行裂解，生产出的生物炭质地较硬。

二、生物炭的优点

生物炭具有多种优点，包括：

1、有较好的吸附性能：生物炭的孔隙通常呈现微孔和介孔性，具有很好的吸附性能。生物炭能有效地吸附有机物、重金属、氨

氮等物质，能净化水质。

2、生物炭含水量低：生物炭在生产过程中大多采用高温干燥，可以降低生物炭的含水量，方便运输和使用。

3、对土壤改良效果好：生物炭具有极好的土壤改良效果，可

以改善土壤质量，增加土壤肥力，促进作物生长。

三、污泥生物炭制备工艺研究

将污泥制备成生物炭是一种具有很高价值的使用方式。以往的

污泥处理方式往往是填埋或者焚烧，但是这样会造成很大的环境

污染。生物炭制备技术的出现，很好地解决了这个问题。

污泥生物炭制备方法主要有湿法和干法两种。湿法制备方法主

要是通过湿法炭化的方式，将污泥中的有机物最大限度地转化为

生物炭。具体方法是将污泥与缓冲物混合后先进行预处理-压缩-干

燥-炭化四个步骤，生产出来的生物炭可用于农用、环保和工业用途。

污水处理中的颗粒污泥处理技术

污水处理中的颗粒污泥处理技术随着城市化进程的不断加快，污水处理成为城市建设和环境保护的

重要任务。在污水处理过程中，处理后产生的颗粒污泥是一个重要的

问题，如何高效处理颗粒污泥，降低对环境的负面影响成为亟待解决

的课题。本文将深入探讨污水处理中的颗粒污泥处理技术，以期为相

关领域的研究和实践提供借鉴。

一、颗粒污泥的特性

颗粒污泥是污水处理过程中产生的一种固体废弃物，它包含有机物、无机盐、微生物、重金属等成分，具有较高的湿度和粘性。颗粒污泥

的主要特性包括：含水率高、浓度低、颗粒大小分布广、可生物降解

性等。了解颗粒污泥的特性对于选择合适的处理技术具有重要意义。

二、传统颗粒污泥处理技术

传统的颗粒污泥处理技术主要包括污泥脱水、污泥干化和污泥焚烧等。污泥脱水是将颗粒污泥中的水分去除，使其含水率降低，从而便

于后续处理和处置。常用的污泥脱水技术包括机械脱水、压滤脱水和

离心脱水等。污泥干化是通过加热或干燥等方式将颗粒污泥中的水分

进一步去除，使其含水率达到一定标准。污泥焚烧是将颗粒污泥进行

高温燃烧，将有机物质和微生物转化为二氧化碳和水等无害物质。

然而，传统的颗粒污泥处理技术存在一些问题。比如，污泥脱水效

果不佳，脱水后的污泥仍然含有较高的水分；污泥干化过程耗能较大，

且容易产生二次污染物；污泥焚烧产生的高温烟气中含有有害物质，

对环境造成潜在风险等。

三、新型颗粒污泥处理技术

为了解决传统技术存在的问题，近年来不断涌现出新型的颗粒污泥

处理技术。其中，值得关注的包括厌氧消化、气固法处理、生物炭化

和资源化利用等。

1. 厌氧消化

污泥质生物炭对2,4-二氯苯酚的吸附性能

第 !" 卷#第 $ 期 %&’( 年 $ 月
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污泥质生物炭对 %&>H二氯苯酚的吸附性能!
林旭萌’ #宿程远’&% #黄纯萍’ #赵力剑’ #陈孟林’ #黄#智’
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鉴于此 "本文利用脱水后污泥经过煅烧热解制备了生物质炭 "探究了污泥生物质炭对 %">H二氯苯酚的吸附过程"通过实验确定了吸附的最佳影响条件"继而进行了等温吸附实验和吸附动力学特征分析 "最后利用 M)] 进行了生物质炭吸附前后的表征分析 "旨在为污泥质生物质处理 %H> 二氯苯酚废水提供参考+ 98实验部分 9:9 8 实验材料
微量干燥样品均匀附着到具有导电性的胶黏材料有效面"采用 T92*12%&&V)O M)] 观察污泥质生物质炭的表面形态+ ;8结果与讨论 ;:9 8 单因素影响作用 ;:9:9#初始溶液 \K值

生物质炭的制备功能改性及去除废水中有机污染物研究进展

改性生物炭是一种通过生物质炭基材料进行改性处理而得到的新型水处理材料。生物质炭基材料具有多孔性、高比表面积、良好的吸附性能等优点，经过改性处理后，可进一步提高其吸附性能和稳定性。改性生物炭的制备方法包括物理改性、化学改性和生物改性等，其中物理改性和化学改性方法较为常见。
改性生物炭在重金属和有机污染物的去除方面具有以下优点：
4、易于再生和循环使用：改性生物炭经过再生和活化处理后，可循环使用，降低水处理成本。
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二、纳米零价铁的改性
纳米零价铁的改性旨在提高其物理化学性质，以优化其在废水处理中的应用效果。常见的改性方法包括表面改性、结构改性和复合改性。表面改性是通过改变纳米零价铁的表面性质，以提高其吸附性能和反应活性；结构改性则是通过改变纳米零价铁的内部结构，以提高其稳定性和反应速率；复合改性则是将纳米零价铁与其他物质进行复合，以形成具有新特性的复合材料。
生物质炭的制备
生物质炭是由生物质在限氧条件下热解得到的产物。制备生物质炭的工艺流程包括原料收集、破碎、干燥、炭化、活化等环节。其中，原料的种类、炭化温度和活化条件等对生物质炭的性能具有显著影响。常见的生物质炭化设备有固定床、移动床和流化床等。
在废水处理领域，生物质炭具有独特优势。首先，生物质炭具有丰富的孔结构和比表面积，有利于吸附废水中的有机污染物。其次，生物质炭具有良好的生物活性，可促进微生物的繁殖与代谢，提高废水处理效果。最后，生物质炭的制备原料来源广泛，可实现废弃物的资源化利用，降低处理成本。

生物炭吸附有机污染物的研究进展

一、本文概述

随着工业化和城市化的快速发展，有机污染物的排放问题日益严重，给生态环境和人类健康带来了巨大威胁。生物炭作为一种具有多孔性、高比表面积和良好吸附性能的材料，近年来在有机污染物吸附领域受到了广泛关注。本文旨在全面综述生物炭吸附有机污染物的最新研究进展，分析生物炭的制备方法、改性技术及其在吸附有机污染物方面的应用效果，探讨生物炭吸附有机污染物的机理和影响因素，以期为生物炭在环境污染治理中的实际应用提供理论支持和技术指导。

本文首先介绍了生物炭的基本概念、制备方法和改性技术，包括热解、气化、水热碳化等制备方法以及物理、化学和生物改性技术。随后，重点综述了生物炭在吸附有机污染物方面的应用效果，包括吸附容量、吸附速率、吸附选择性等方面的研究进展。本文还深入探讨了生物炭吸附有机污染物的机理，包括吸附平衡、吸附动力学、吸附热力学等方面，分析了影响生物炭吸附性能的因素，如生物炭的性质、有机污染物的性质、环境条件等。

本文总结了生物炭吸附有机污染物的优势和局限性，展望了生物炭在环境污染治理领域的发展前景，提出了未来研究的方向和建议。

通过本文的综述，旨在为相关领域的研究人员和技术人员提供有价值的参考和借鉴，推动生物炭在有机污染物吸附领域的研究和应用。

二、生物炭的制备方法与表征

生物炭的制备方法多种多样，主要包括热解、气化、水热炭化等。其中，热解法因其操作简单、炭化效率高等优点而被广泛应用。热解过程中，生物质在缺氧或无氧环境下经过加热，发生一系列复杂的物理化学变化，如挥发分的释放、焦油的生成和聚合、以及炭的缩聚等，最终生成生物炭。生物质来源的多样性导致了生物炭性质的差异，因此，选择合适的生物质原料对生物炭的性能至关重要。

改性污泥基生物炭对去除水中四环素的研究

摘要：

污染水体中的抗生素类药物成分对人类健康和生态环境构成严重威胁。本研究旨在研究改性污泥基生物炭对去除水中四环素的效果，并探究其机制。首先，利用微波改性技术将城市污水处理厂污泥转化为生物炭。然后，通过化学修饰，引入含有- NH2和-OH等位点的官能团。最后，对改性生物炭的去除效果进行测试，并对其去除机制进行分析。研究结果表明，改性污泥基生物炭具有较高的去除四环素的能力，去除率可达85%以上。此外，改性生物炭的去除效果受到pH值、溶液初始浓度和接触时间的影响。进一步研究表明，改性污泥基生物炭与四环素之间发生了反应，通过电化学吸附、氢键和静电作用等机制去除四环素。

关键词：改性污泥基生物炭；四环素；去除效果；去除机制

引言：

随着现代社会的发展，抗生素类药物的使用日益广泛，特别是主要用于畜牧业和养殖业的四环素类抗生素。然而，这些抗生素成分不仅在人体内产生抗生素耐药性，也会通过废水排放进入自然水体中，污染环境并威胁人类健康和生态系统。因此，研究高效、经济且环境友好的方法去除水体中的抗生素成分具有重要意义。

实验方法：

1. 制备改性污泥基生物炭：将城市污水处理厂污泥经过微波转化为生物炭。通过化学修饰，引入- NH2和-OH等官能团。

2. 表征改性生物炭：借助扫描电镜（SEM）、傅立叶变换红外光谱（FTIR）和能谱仪等技术，对改性生物炭进行表征。

3. 测试去除效果：调整四环素溶液的初始浓度，在一定范围内改变pH值和接触时间，将改性生物炭与四环素接触，并通过紫外-可见光谱法测定去除率。

生物炭的主要改性方法及其在污染物去除方面的应用

生物炭是一种由生物质材料经过热解或氧化还原制备而成的碳质材料，具有多孔结构

和高比表面积的特点。生物炭不仅可以作为肥料和土壤改良剂，还可以用于去除污染物。

为了提高生物炭的去除污染物的性能，需要对其进行改性处理。目前，主要的生物炭改性

方法包括化学改性、物理改性和生物改性。本文将重点介绍生物炭的主要改性方法以及其

在污染物去除方面的应用。

一、化学改性

化学改性是通过在生物炭表面进行化学反应，引入新的官能团或化合物，从而改善其

吸附性能。常见的化学改性方法包括酸处理、碱处理、氧化处理和负载功能性物质等。酸

处理可以降低生物炭的pH值，增加表面羟基和酚基含量，提高其亲水性和吸附性能。碱处理可以增加生物炭的孔隙度和表面功能团含量，提高其对酸性物质的吸附能力。氧化处理

可以引入含氧官能团，增加生物炭的亲水性和表面活性，提高其对重金属和有机污染物的

去除效率。负载功能性物质可以在生物炭表面负载金属氧化物、活性氧化物或功能化有机物，增强其吸附性能和催化性能。

三、生物改性

生物改性是利用微生物、植物或动物等生物资源，对生物炭进行生物修饰或生物附着，从而改善其吸附性能。常见的生物改性方法包括微生物改性、植物改性和动物改性等。微

生物改性可以利用微生物代谢产物和代谢活性酶，修饰生物炭的表面性质和功能团含量，

增强其吸附性能和降解能力。植物改性可以利用植物根系和植物物质，附着在生物炭表面，改善其土壤附着性和污染物吸附性。动物改性可以利用动物骨骼和组织，负载在生物炭表面，增加其孔隙度和表面功能团含量，提高其吸附性能和稳定性。

生物炭吸附法处理氨氮废水的研究进展

摘要：氨氮是氮在水体内存在的方式之一，其主要来源为生活废水、工业废水、农业与畜牧业废水的大量排放，尤其是氨氮排放入流动量较小的江河湖泊，

极易导致水中藻类生物和其他有害微生物的大量繁殖，从而导致水体富营养化。

基于此，对生物炭吸附法处理氨氮废水的研究进展进行研究，以供参考。

关键词：氨氮废水；生物炭；改性；吸附机理；吸附剂

引言

吸附是控制污染物的催化、转化、吸附/解析、归趋及生物利用度的重要界

面过程，寻找和开发成本低廉、绿色环保的高性能吸附材料，一直是环境修复领

域的热点内容之一。生物炭是生物质在缺氧或无氧条件下通过高温热解产生的富

碳产物，较高的比表面积]和相对稳定的存在形态使其具有良好的吸附潜能，寻

找合适的制备材料和方法、探究对不同污染物的吸附性能等均成为研究者关注的

重点。

1作用机制

生物炭作为一种吸附性能优越的非金属碳材料，主要应用于废水中的重金属

离子、营养物质和有机污染物的去除。当前生物炭吸附去除废水中氨氮污染物的

吸附机制主要有静电吸附、阳离子交换、物理吸附和单分子层化学吸附。静电吸

附作用主要指生物炭吸附废水内离子有机化合物和可电离有机化合物，即通过官

能团得失电子后形成带电基团，达到去除效果；阳离子交换作用去除氨氮主要是

利用生物炭表面的羧基、酚羟基等酸性表面官能团并发生相关反应使生物炭的表

面电负性提高，从而NH4+等阳离子获得了更多的结合位点，达到氨氮吸附效；物

理吸附（非线性吸附）主要通过生物炭的分子作用力对废水内的氨氮污染物进行

吸附；孔隙填充作用主要是指利用生物炭自身孔隙结构的不同孔径（微孔、中孔、大孔）将有机污染物吸附至生物炭内部，快速达到氨氮吸附效果。

生物炭对污水典型污染物的去除机理与应用研究进展

生物炭对污水典型污染物的去除机理与应用研究进展引言

随着城市化和工业化的不断发展，污水处理成为一个严峻的环境问题。污水中的有机物、重金属和营养物等成分不仅影响了环境质量，也对人类健康造成了严重的威胁。而生

物炭的出现为污水处理带来了新的解决方案。生物炭是一种由生物质炭化而成的炭质产品，具有孔隙结构和大量的表面功能团，具有较高的吸附性能。本文将针对生物炭对污水典型

污染物的去除机理与应用研究进展进行讨论。

一、生物炭对污水有机物的去除机理

1、吸附作用

生物炭对污水有机物的去除主要通过吸附作用来实现。生物炭表面的孔隙结构和功能

团能够与有机分子形成作用力，从而吸附有机物分子，实现去除。其吸附作用受到溶液pH、溶液中的离子强度、生物炭表面性质等因素的影响。研究表明，生物炭对污水中的有机物

具有较高的吸附能力，可有效去除污水中的挥发性有机物、酚类物质等。

2、微生物附着

生物炭的表面具有丰富的微生物附着空间，这些微生物能够生长繁殖，并产生一系列

分解有机物的酶和代谢产物，从而加速有机物的降解过程。研究表明，在生物炭和微生物

共同存在的条件下，污水中的有机物能够被有效去除。

3、化学氧化

生物炭表面的功能团能够与污水中的有机物发生氧化反应，从而实现有机物的降解。

这种化学氧化作用对有机物的去除同样具有较高的效率。

2、还原沉淀

生物炭表面的活性物质和功能团可与一些重金属形成沉淀，从而实现重金属的还原和

沉淀。这种还原沉淀作用对一些难降解的重金属离子同样具有较高的去除效率。

三、生物炭在污水处理中的应用研究进展

1、污水生物处理系统

污泥基生物炭的水热法制备及吸附性能研究

余春沐; 陈杰明; 李智鹏; 陈晓娟; 徐颂; 陈忻

【期刊名称】《《广州化工》》

【年(卷),期】2019(047)018

【总页数】4页(P57-59,116)

【关键词】剩余污泥; 生物炭; 水热法; 吸附性能

【作者】余春沐; 陈杰明; 李智鹏; 陈晓娟; 徐颂; 陈忻

【作者单位】佛山科学技术学院环境与化学工程学院广东佛山 528000

【正文语种】中文

【中图分类】TX789

我国城镇化进程的加快致使生活污水产生量越来越大，而污水处理过程中产生的剩余污泥所带来的各种问题也日益凸显。据统计，每处理1万吨生活污水可产生5～8吨含水率约80%的污泥[1-4]。由于剩余污泥的产生量大、含水率高，其处理已成为影响污水厂可持续运行的关键。目前，剩余污泥常用的处理技术有：堆肥、卫生填埋、焚烧等[5-6]。由于污泥中富集了大量难生物降解的有机物、重金属、病原微生物等，我国已明令禁止将剩余污泥用作农田肥料，堆肥法已受到大大限制；卫生填埋通常需要适宜的沟壑环境、占地面积大，许多城市已不具备相关条件；焚烧法通常需要脱水预处理来提高热值，建设和运行成本高。

由于污泥的有机质含量较高，若能实现资源化利用则可变废为宝，污泥资源化利用

的途径有[7-8]：热解制柴油和天然气、焚烧发电、制备生物炭材料。近年来，生

物炭材料由于具有吸附容量大价格低等优点，而被广泛应用于空气净化、水体净化、重金属吸附等领域。污泥制生物炭的方法有[9-12]：微波热解法、热裂解法和水热炭化法。相较于另两个方法，水热炭化法因在实际操作中不受物料含水率的制约，无需对污泥预先进行干燥而更具有优势。此外，该法所制备的生物炭不仅产率高，而且可保留大量的可提高活性炭吸附性能的含氧官能团。因此，本文利用污水处理厂剩余污泥，通过水热法制备生物炭，并研究了不同条件下所制备生物炭对刚果红废水的吸附性能。