污泥基生物炭在水处理中的应用
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
生物炭是一种经过热解或热解还原的生物质制品，是一种优质的改性材料，可以用于污染物去除。
生物炭可以通过一系列的改性方法提高其物化性能，从而增强其在污染物去除方面的应用。
本文将从生物炭的主要改性方法入手，介绍其在污染物去除方面的应用。
生物炭的主要改性方法包括：酸碱处理、热处理、表面改性和复合改性等。
酸碱处理能够改变生物炭的化学性质，通过酸碱处理可以增加生物炭表面的孔隙结构和功能团，提高其吸附性能。
热处理是指通过高温处理使生物炭的表面结构发生改变，提高其表面积和孔隙率，从而提高其吸附性能。
表面改性指的是在生物炭表面进行化学修饰或负载活性物质，以增强其表面化学吸附能力。
复合改性则是将生物炭与其他吸附剂进行混合，以提高其吸附性能。
在污染物去除方面，生物炭主要应用于水处理和土壤修复。
在水处理方面，生物炭可以用于去除水中的重金属离子、有机物和微生物等。
由于其多孔结构和丰富的官能团，生物炭具有较强的吸附性能，能够有效吸附水中的有机物和重金属。
生物炭还具有一定的杀菌和消毒作用，可以用于净化水质。
在土壤修复方面，生物炭可以改善土壤结构、吸附土壤中的有机物和重金属，促进土壤微生物的生长和活动，从而提高土壤的肥力和保护土壤环境。
生物炭还可以通过改性方法制备功能化生物炭，用于特定污染物的去除。
如将氮、磷等元素引入生物炭中，制备氮、磷共掺杂的生物炭，在去除污染物的还能提供养分，促进植物生长。
将生物炭复合改性后，可以提高其对特定污染物的选择性吸附能力，增强其去除效果。
通过这些改性方法，可以使生物炭在去除污染物方面具有更广泛的应用前景。
污泥基生物炭的制备及其在环境污染治理中的应用
污泥基生物炭的制备及其在环境污染治理中的应用
黎媛萍;邹斌;贾舜尧;陈鹏宇;朱晨阳;刘政伟;周天运;赵一;朱梨
【期刊名称】《湖南城市学院学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2024(33)1
【摘要】随着我国水处理厂普及率逐渐上升,剩余污泥产量增长迅速,且因其危害性高、难处理的特点,在环境污染治理中备受关注。
污泥基生物炭是以污泥为原料通过热解方式制得的固体产物,因其良好的吸附和催化性能被广泛应用于环境介质中各类污染物的去除。
本文对污泥基生物炭的制备方法、热解温度对其理化性能的影响及其改性处理的研究进展进行了综述,并对其催化机理研究、回收再利用和应用于土壤污染治理的前景作出了展望。
【总页数】6页(P68-73)
【作者】黎媛萍;邹斌;贾舜尧;陈鹏宇;朱晨阳;刘政伟;周天运;赵一;朱梨
【作者单位】湖南城市学院市政与测绘工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TU992.3;X705
【相关文献】
1.污泥基活性炭的制备及其在环境污染治理中的应用进展
2.污泥基生物炭的制备及其作为污泥调理剂的可行性探究
3.污泥基生物炭的制备技术及环境应用与研究热点
4.生物炭制备方法及其在环境污染治理中的应用研究
5.污泥基生物炭在矿区土壤重金属污染治理中的应用
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生物炭复合材料对水中污染物吸附的应用进展
生物炭复合材料对水中污染物吸附的应用进展
生物炭是一种由天然有机物质热解而成的碳质材料，具有多孔结构和高比表面积，具
有良好的吸附性能。
与传统吸附材料相比，生物炭具有更好的环境适应性和生物相容性，
因此在水中污染物吸附的应用上具有广阔的前景。
近年来，研究人员对生物炭复合材料在水中污染物吸附方面的应用进行了广泛的研究。
生物炭可以与金属氧化物、生物颗粒等材料进行复合，通过增加吸附剂的表面活性，提高
吸附剂对污染物的吸附能力。
复合材料的多孔结构也可以提供更大的吸附表面积，增加污
染物与吸附剂之间的接触机会，进一步提高吸附效果。
生物炭复合材料在水中重金属离子吸附方面的应用是研究的热点之一。
将生物炭与氧
化铁复合可以提高对重金属离子的吸附效果，实现对水体中污染物的高效去除。
研究表明，生物炭复合材料具有较高的吸附容量和较快的吸附速率，且可循环利用，具有较好的实际
应用价值。
生物炭复合材料在水中污染物吸附方面的应用已经取得了一系列的研究进展。
未来的
研究可以着重于进一步优化复合材料的吸附性能，提高吸附效果和循环利用率，并探索其
在水处理领域的实际应用。
生物炭的制备技术及其在环境治理中的应用
生物炭的制备技术及其在环境治理中的应用近年来，炭材料作为一种环保材料受到广泛关注。
其中，生物质炭（生物炭）成为炭材料中研究热点之一。
本文将探讨生物炭的制备技术及其在环境治理中的应用。
一、生物炭的制备技术1、氧化解法氧化解法是生物炭制备技术中较为常用的一种方法，它的基本原理是在高温条件下，使有机物热热分解，使其分子内的键断裂，形成活性碳，然后经过热处理，整理成为生物碳材料。
氧化解法制备生物炭的过程中不需要添加任何化学药品，因此生产工艺简单，而且不会对环境造成二次污染。
2、物理激发法物理激发法是通入惰性气体或化学活性气体，通过对生物质原料与气体之间的相互作用来制备生物炭。
这种方法的优点是生产过程简单，环境友好，同时也具有很高的制备效率。
因此，物理激发法的应用范围也很广泛。
例如，利用物理激发法生产的生物炭可以应用于沙土改良、固体废物处理等领域。
二、生物炭在环境治理中的应用1、水处理领域由于生物炭的比表面积极大、孔径分布合理，因此它具有良好的吸附作用。
在水处理领域，通过生物炭的吸附作用可以去除水中的有机物、重金属离子和氨氮等有害物质。
此外，为了有效将生物炭协同应用于污染物的处理过程中，研究者们也优化了生物炭的制备方法，使其具有更高的吸附能力。
2、气态污染处理领域生物炭能够通过分子筛作用去除空气中的有害气体，例如二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物等。
此外，与其他气态污染治理途径相比，生物炭具有投入成本低、使用方便等优点。
3、土壤修复领域受人类活动和工农业生产的影响，土壤中常常存在重金属、农药以及其他有害物质。
有研究表明，生物炭的施用可以有效改善这些土壤种的性质，降低其酸碱度和植物毒性。
在土壤修复方面，还可以通过对生物炭和微生物交互作用研究，发掘生物炭对土壤微生物及有害物质的生物降解作用。
4、化学品储存和处理领域生物炭由于其孔径的分布和孔隙度的大小，具有良好的吸附性能。
这使得生物炭成为一种理想的化学品吸附吸储存载体。
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原料经过热解或焦化得到的固体碳质材料，具有高孔隙率、大比表面积和丰富的微孔结构等特点。
在生物炭的基础上，通过简单的物理或化学手段进行改性，可以大大提高其对污染物的吸附性能和固定性能，从而在环境保护和废物治理领域具有广阔的应用前景。
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。
生物炭的主要改性方法包括物理改性和化学改性两种。
物理改性主要是通过改变生物炭的孔隙结构和温度特性，提高其吸附性能和固定性能。
物理改性方法包括活化处理、热处理和复合处理等。
化学改性则是通过在生物炭表面引入不同的功能基团或化学物质，改变其表面性质和化学反应性，从而提高其对污染物的选择性吸附和化学固定能力。
常见的化学改性方法包括酸碱处理、氧化处理、硅改性和金属负载等。
在污染物去除方面，生物炭的应用主要集中在水处理和土壤修复两个方面。
在水处理方面，生物炭可以作为吸附剂用于水中重金属、有机物和营养盐的去除。
由于其大孔隙结构和丰富的表面官能团，生物炭对水中污染物具有较高的吸附能力和选择性吸附性能。
生物炭还可以通过与微生物共同作用，在水体中发挥生物调节和净化作用。
在土壤修复方面，生物炭可以通过改善土壤结构和调节土壤微生物群落等方式，降低土壤中有害物质的生物利用性和迁移性，提高土壤的吸附和固定性能。
生物炭还可以作为土壤改良剂，改善土壤肥力和水分保持能力，促进植物生长，为土壤修复提供良好的生态环境。
除了在水处理和土壤修复领域的应用外，生物炭还具有广泛的应用潜力。
在空气净化方面，生物炭可以作为吸附剂用于空气中有害气体和细颗粒物的去除。
在废弃物处理和资源循环利用方面，生物炭可以作为添加剂用于废弃物填埋场的垃圾渗滤液处理和沼气生产，实现废弃物的减量化和资源化利用。
在工业生产过程中，生物炭作为催化剂载体和催化剂前驱物，也可用于废水处理和废气治理等领域。
零碳技术在水污染治理中的应用案例
零碳技术在水污染治理中的应用案例随着全球环境问题的日益严峻，水污染成为了一个全球性的关注焦点。
为了解决水污染问题，人们寻求创新的解决方案，其中包括零碳技术。
零碳技术是指在处理过程中不产生二氧化碳和其他温室气体的技术。
在水污染治理中，零碳技术的应用有助于减少温室气体排放，同时有效降低水污染对环境和人类健康的影响。
本文将介绍两个零碳技术在水污染治理方面的应用案例。
首先，我们来看一个案例，即生物炭在水污染治理中的应用。
生物炭是一种由生物质在高温和缺氧环境下热解而成的炭质产物。
它具有大量的微孔结构和高比表面积，能有效吸附和去除水中的有机物和重金属离子。
同时，生物炭还可以作为微生物附着支撑体，促进有益微生物的生长和活性。
因此，生物炭被广泛应用于水污染治理中。
在中国，有一个著名的案例是黑龙江省哈尔滨市污水处理厂利用生物炭进行水污染治理。
该污水处理厂采用了生物炭吸附技术来去除污水中的重金属离子和有机物。
通过合理设计生物炭的投加量和接触时间，可以在较短的时间内高效去除水中的污染物。
与传统的化学法相比，生物炭处理技术具有低成本、低能耗、无二次污染等优势。
最重要的是，生物炭的制备过程不产生二氧化碳和其他温室气体，符合零碳技术的理念。
除了生物炭，光催化技术也是一种常见的零碳技术在水污染治理中的应用。
光催化技术利用特定催化剂对污染物进行吸附和分解，产生活性氧和自由基，进而降解有机污染物。
与传统的物理和化学处理方法相比，光催化技术具有更高的效率和更低的能耗。
此外，光催化过程中不需要添加化学试剂，因此不存在二次污染的问题。
在意大利，有一个成功的案例是佛罗伦萨的水处理厂采用了光催化技术来处理污水。
在该水处理厂中，利用紫外光照射催化剂来分解水中的污染物，实现水的净化。
这种技术不仅能够高效地降解有机污染物，还能够杀灭细菌和病毒，提高水的卫生安全性。
与传统的化学氧化技术相比，光催化技术具有更低的处理成本和更小的对环境的影响。
总的来说，零碳技术在水污染治理中的应用案例为我们提供了一种可持续的解决方案。
污水处理中的生物炭技术与处理效果
汇报人：可编辑 2024-01-05
目录
• 生物炭技术概述 • 污水处理中的生物炭技术 • 生物炭处理效果分析 • 生物炭技术的改进与优化 • 生物炭技术在污水处理中的前景与展望
01
生物炭技术概述
生物炭的定义与特性
生物炭的定义
生物炭是一种由生物质在缺氧或低氧 条件下热解生成的炭材料，其孔隙结 构丰富，比表面积大，具有较好的吸 附性能。
总结词
生物炭能够有效去除污水中的有机物，提高水质。
详细描述
生物炭是一种多孔性材料，具有较大的比表面积和良好的吸附性能，能够有效地吸附和去除污水中的有机物，如 腐殖酸、蛋白质、碳水化合物等。实验表明，生物炭对有机物的去除率可达到80%以上，显著提高了污水处理效 果。
生物炭对污水中氮、磷的去除效果
总结词
生物再生
利用微生物对生物炭进行活化处理 ，提高其吸附性能。
03
02
化学再生
利用化学试剂如酸、碱等对生物炭 进行再生处理。
循环利用
将再生后的生物炭再次用于污水处 理，实现资源的循环利用。
04
05
生物炭技术在污水处理中 的前景与展望
生物炭技术在污水处理中的发展趋势
01
02
03
高效性
随着技术的不断进步，生 物炭技术将更加高效，能 够更快速地处理污水中的 有机物和有害物质。
优点
生物炭技术具有处理效果好、操作简便、成本低等优点，尤其适用于处理含有 多种有害物质的复杂污水。
缺点
生物炭在使用过程中可能会产生二次污染，如生物炭的流失和剩余生物炭的处 理等问题。同时，生物炭的吸附能力有限，对于某些特定有害物质的去除效果 可能不够理想。
活性炭在污水处理中的应用
活性炭在污水处理中的应用活性炭是一种具有高度孔隙结构和吸附能力的材料，广泛应用于污水处理领域。
其应用主要包括吸附去除有机物、去除重金属离子、调节水质pH值等方面。
以下是对活性炭在污水处理中的应用进行详细介绍。
1. 吸附去除有机物活性炭的孔隙结构提供了大量的吸附表面，能够有效吸附有机物质。
在污水处理中，活性炭可以用于去除有机废水中的有机物、色素、油脂等。
通过物理吸附作用，活性炭能够将有机物质从污水中吸附到其表面，并实现去除的效果。
2. 去除重金属离子活性炭还可以用于去除废水中的重金属离子，如铅、铜、镉等。
这是因为活性炭具有良好的离子交换能力和选择性吸附性。
重金属离子可以通过吸附或者离子交换与活性炭表面发生作用，从而将其从废水中去除。
3. 调节水质pH值活性炭具有一定的酸碱中和能力，可以用于调节废水中的pH值。
在污水处理过程中，有时废水的pH值过高或者过低，会对后续处理工艺产生不利影响。
活性炭可以通过吸附或者反应与废水中的酸碱物质发生作用，从而实现pH值的调节。
4. 增加生物降解性活性炭在水体中释放出微量的有机物质，这些有机物质可以促进废水中的微生物生长，增加生物降解性。
活性炭作为生物载体，在污水处理中可以提供微生物附着的基质，促进微生物的繁殖和降解有机物的活性。
5. 除臭作用活性炭还可以用于废水的除臭处理。
废水中的恶臭物质可以通过活性炭的吸附作用被去除，从而改善废水的气味。
综上所述，活性炭在污水处理中具有广泛的应用前景。
其吸附能力、离子交换能力、酸碱中和能力以及增加生物降解性等特性，使其成为一种重要的污水处理材料。
活性炭的应用可以有效去除有机物、重金属离子，调节水质pH值，增加生物降解性以及除臭作用，为污水处理提供了可靠的解决方案。
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污泥基生物炭在水处理中的应用
摘要：随着污水处理厂的规模逐渐扩大，出水要求更加严格，导致剩余污泥的
排放量越来越大。
污泥中包含着很多有毒物质，如重金属、盐类、有机污染物、
病原菌等，长期暴露于环境中将会严重影响人类的健康，破坏生态环境，造成二
次污染。
因此对市政污泥进行减量化、稳定化、无害化、资源化利用是如今环境
发展过程中亟待解决的问题之一。
在污水处理中，吸附法成本低廉、操作简便、
去除污染物能力较强，污泥基生物炭作为常见的优良吸附剂被广泛用于水污染处
理当中。
关键词：污泥；生物炭；水处理；应用
1生物炭简介
生物炭(biochar)指在低氧或缺氧条件下将木材、农作物秸秆、污泥或动物粪便等生物质
经过高温裂解形成的稳定且富含碳元素的物质。
生物炭的基本组成元素是碳、氢、氧等,但其
主要成分是碳(约70%-80%)。
自然界中的生物质多种多样,所以不同生物质制成的生物炭在结构、孔隙结构、比表面积等方面上具有很大差异。
但它作为一种功能多样的生物炭材料,在环
境学、材料学及农业等方面都展现出了极大的应用潜力,目前已经引起了各行各业的广泛关注。
2污泥基生物炭的制备方法
生物炭的制备原料非常多，如花生壳、玉米芯、玉米秸秆、甜菜根、稻谷壳和果皮等，
都可被用于制备生物炭。
生物炭制备通常使用的方法为高温裂解法和水热碳化法。
其中，高
温裂解法即将生物质原料置于缺氧或氧含量极低的环境下，对其有控制地进行高温分解制备
得到生物炭的方法，其又可分为慢速热解、中速热解和快速热解;水热碳化法是一种将生物质
置于一定温度的水中，并在一定压力的条件下得到生物炭的一种制备方法。
此外，由于因为
材料、热解方式、温度等的不同，不同方法得到的生物炭性质存在差异。
污泥基生物炭的制备，实现消耗处理市政污泥减少环境污染，将污泥进行废物利用。
3污泥基生物炭在水污染中的应用
3.1吸附去除重金属离子
重金属污染是指由重金属或其化合物的造成的环境污染，主要来源于工业污染、生活垃
圾等方面，长时间存在于生态环境中，并随生物链不断累计最终将会严重危害人体健康。
用KOH活化制备污泥基生物炭，经过研究发现，活化剂的浓度选取15%时吸附效果最佳，当污
泥质量与KOH溶液比为1:1时，吸附率达到99.87%。
当活化剂的浓度选择合理时，由于脱水作用使得污泥基生物炭产生较多的孔隙，增加其吸附金属的能力，而当活化剂过少或过多时，会因为空隙不够和产生更大的孔隙导致吸附效果下降。
KOH浸渍时间为4h、炭化温度为750℃、炭化时间为40min为最佳制备条件。
利用含铁污泥和棉花秸秆制备涂覆的棉秆生物
质炭，用于去除Cr(VI)。
经过分析表明该吸附剂的表面积达到129.2m2/g，孔隙体积为
0.1711cm3/g，对Cr(VI)有着较强的吸附能力。
并且利用磁铁可以很容易从溶液中分离出铁碳
化合物从而达到回收再利用的效果，水处理厂产生的铁渣可以直接回收制得吸附剂，为铁资
源利用提供一个较好的研究方向。
3.2吸附去除染料
随着纺织业、皮革、食品行业的迅速发展，大量染料废水排出，其中偶氮染料具有毒性、难降解等特点严重危害人体健康，造成环境污染。
亚甲基蓝作为一种常见的阳离子染料，具
有芳香型结构。
NaOH活化制备的污泥基生物质炭对亚甲基蓝最大吸附量为518mg/g，用乙
醇和水以体积比1:1制得的混合剂将污泥液化得到的污泥基生物炭作为研究对象，该吸附剂
平均孔径大小为18.4nm，属于中孔类型，对于吸附甲基蓝具有很好的结构条件，并且研究发现液化污泥基生物质炭吸附亚甲基蓝的机理包括π-π吸附、物理吸附、静电吸附和含氧官能
团的参与等，同时具有良好的重复可利用性。
将铁负载至污泥基生物炭上，制备出一种可以
持久活化过硫酸盐的非均相催化剂，用来降解酸性橙G。
通过研究发现，负载铁物质后，污
泥基生物炭有效提高了过硫酸盐的活化效率，并确定了最佳铁负载量为1mmol/g。
吸附剂的
投加量和过硫酸盐的浓度与降解酸性橙的效率成正比关系，而pH值对降解率影响不大。
3.3吸附去除抗生素
采用壳聚糖和Fe/S对污泥基生物炭进行改性，研究了改性前后的污泥基生物炭的异同。
对材料采用XRD、FTIR、BET、XPS、吸附-脱附曲线表征手段，对动力学、等温线和热力学进
行讨论，并将位点能量分布理论运用其中。
研究发现，利用朗缪尔模型在2980K的温度下，BCFe/S-4的最大吸附量达到183.01mg/g，相比较单纯的生物质炭来说有着很好的吸附能力。
溶液的pH值对污泥基生物炭有着一定的影响，pH对污泥基生物炭吸附四环素的影响主要在
于pH影响着污泥基生物炭表面带电的情况，而四环素也会由于溶液的pH值的变化而转化自
身在溶液中的存在形式，从而产生不同的吸附情况。
位点能量分布理论探究出了在较高的温
度下，污泥基生物炭的表面更加的均匀，而BCFe/S-4恰恰相反。
在650℃和950℃下，将污
泥和鱼粪的混合物进行热解制备吸附剂，用于吸附磺胺甲恶唑(SMX)和甲氧苄氨嘧啶(TMP)，
对其吸附剂进行TA-MS、XRD和电位滴定法表征和表面分析，发现良好的表面化学特性是影
响吸附性能的主要因素，其主要的吸附机理为螯合作用、酸碱作用和极性相互作用。
4结论
近年来,污泥基生物炭研究主要集中在实验室模拟污水,在实际污染水体中的应用研究还
较缺乏,实际污染水体中通常含有多种污染物,协同去除或选择性去除某些污染物,并对吸附后
的污染物进行回收利用具有重要意义。
参考文献：
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