污泥生物炭對(duì)環(huán)境中Pb、Cd固持的研究.pdf

1、近幾年，污泥產(chǎn)量劇增，如何利用污泥內(nèi)在價(jià)值，將其變廢為寶是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。熱解能夠?qū)⑽勰嘀杏卸居泻Τ煞指咝Ы到夂头€(wěn)定化，是目前較有發(fā)展?jié)摿Φ囊环N污泥處置方式。生物炭是一種細(xì)顆粒狀木炭，由植物或廢棄原料在缺氧環(huán)境中熱解產(chǎn)生。它含有大量芳環(huán)結(jié)構(gòu)碳，具備較大的孔隙度，表面帶負(fù)電荷且含有大量的官能團(tuán)，能夠吸附固定環(huán)境中的重金屬，且能改良土壤結(jié)構(gòu)，促進(jìn)作物生長(zhǎng)。本試驗(yàn)選用揚(yáng)州市湯汪污水處理廠污泥為原料，經(jīng)300℃～500℃熱裂解制備成生物質(zhì)炭，研

2、究不同裂解溫度的污泥生物炭對(duì)水溶液中Pb2+和Cd2+的吸附特性，考察吸附時(shí)間、pH、溶液平衡濃度對(duì)吸附效果的影響。結(jié)合X射線能譜(EDS)、環(huán)境掃描電鏡(SEM)、紅外光譜(FTIR)表征手段，揭示其作用機(jī)理并探討了污泥生物炭作為吸附劑治理重金屬污染廢水的潛在價(jià)值。并進(jìn)一步開(kāi)展了在鉛和鎘污染的單一及復(fù)合土壤中添加污泥生物炭后Pb、Cd化學(xué)形態(tài)變化和小青菜生長(zhǎng)狀況及重金屬累積的研究，結(jié)合生物炭特性，分析Pb、Cd化學(xué)形態(tài)隨時(shí)間的變化規(guī)律

3、，揭示污泥生物炭對(duì)土壤改良機(jī)理，以期為污泥生物炭修復(fù)污染土壤提供理論支持。主要結(jié)論如下:
　　(1)污泥生物炭對(duì)Pb2+、Cd2+的吸附過(guò)程更符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程，約30h達(dá)到平衡，主要受化學(xué)吸附控制。隨溶液初始pH的升高，污泥生物炭對(duì)重金屬的吸附量呈先增高后降低趨勢(shì)，在pH4.5時(shí)對(duì)Pb2+的吸附量最大，而Cd2+在pH為6.5時(shí)最大。污泥生物炭對(duì)Pb2+、Cd2+的吸附性能高低次序?yàn)镽C500＞RC400＞RC300，對(duì)Pb2

4、+的吸附更符合Langmuir方程，而對(duì)Cd2+的吸附更符合Freundlich方程，RC500對(duì)Pb2+最大吸附量達(dá)到14.39 mg·g-1遠(yuǎn)大于對(duì)Cd2+的吸附。
　　(2)在Pb、Cd污染的土壤中添加污泥生物炭后，其pH值不同程度地升高，并且隨平衡時(shí)間的延長(zhǎng)而顯著升高。無(wú)論在單一污染還是在復(fù)合污染中，污泥生物炭對(duì)Pb、Cd都有較好的固定效果，且對(duì)Pb的固定效果優(yōu)于Cd。同時(shí)，Pb在復(fù)合污染中的固定效果優(yōu)于單一污染，而Cd的