北京哪里有老炭門炭烤鮮肉,走進老炭門,仿佛穿越時光,回到了那個炭火飄香的年代。
因此,微波腔體和反應(yīng)釜容積是限制污泥微波熱解規(guī)模的主要的因素。2 污泥生物炭的改性方法除了制備方法不同,形成活性和功能不同的生物炭外,對污泥基生物炭的改性成為當前的研究熱點。改性方法種類繁多,包括酸堿改性、金屬和非金屬摻雜以及氧化劑處理法等。1 酸堿改性酸堿改性是應(yīng)用較多的改性方法,經(jīng)常與其他改性方法聯(lián)用,主要影響污泥生物炭表面孔隙結(jié)構(gòu)、表面含氧官能團等。
3 非金屬元素摻雜相較于金屬摻雜,非金屬元素摻雜具有避免引入重金屬次污染的優(yōu)點。氮、硫等非金屬元素也常被用來進行污泥生物炭的摻雜改性。MIAN等將脫水污泥破碎過200mm目篩后以一定比例加入到的5%溶液中混合2 h,105 ℃干燥后于800 ℃的馬弗爐中氮氣氣氛下煅燒得到不同比例氮摻雜的污泥生物炭,含氮量顯著提高的同時增加了污泥生物炭的比表面積和孔隙率。WANG等制備了硫摻雜污泥生物炭,硫的加入激活了sp2雜化石墨烯晶格,使污泥生物炭中產(chǎn)生了更多的路易斯酸堿位點,有效提高了其活化過一硫酸鹽和過硫酸鹽降解雙酚A的效率。
與酸改性類似,堿改性的主要目的也是增加比表面積和含氧官能團,常用的堿改性試劑有、氫和氫氧化銨等。周樹烽等對比了污泥共熱解法和污泥生物炭浸漬法,發(fā)現(xiàn)污泥與共熱解法不能有效增加產(chǎn)物的孔隙結(jié)構(gòu),而浸漬法則有助于增加污泥生物炭的比表面積。MIAN等對比了氫氧化銨、煅燒前處理或后處理對污泥基生物炭的影響,發(fā)現(xiàn)經(jīng)過氫氧化銨前處理在600 ℃煅燒后再用處理得到的污泥生物炭表現(xiàn)出優(yōu)越的過一硫酸鹽活化能力。此外,酸堿聯(lián)合法也被用來對污泥生物炭進行改性。Tang等制備的城市污泥生物炭經(jīng)有效的堿酸聯(lián)合改性后,比表面積和孔隙率顯著增加,并含有含氧官能團。
目前研究主要針對溫度、反應(yīng)時間等水熱條件對污泥生物炭的影響。其中,水熱溫度是影響污泥水熱生物炭產(chǎn)率和活性的關(guān)鍵因素。62%,即穩(wěn)定性增強。而水熱時間對污泥生物炭產(chǎn)率也有較大的影響,在一定范圍內(nèi),隨著水熱反應(yīng)時間的延長,污泥生物炭產(chǎn)率增加。此外,污泥水熱碳化法相比干熱碳化法保留了更多的有機碳成分,并且形成的污泥生物炭極性和氧化官能團比例更高。3 微波熱解法污泥微波熱解法同樣可以避免污泥脫水過程帶來的費時、高能耗等問題。微波熱解技術(shù)裝置主要由微波腔和反應(yīng)釜兩部分構(gòu)成。微波腔是污泥吸收微波的場所,因而微波腔的容積決定了污泥熱解的規(guī)模。
熱解溫度能夠一定程度上決定污泥生物炭的石墨化程度、表面含氧官能團組成以及比表面積等特性,進而影響污泥生物炭的吸附或催化活性,而污泥基生物炭的表面孔隙結(jié)構(gòu)也被認為是影響其催化活性的重要因素。部分研究表明,較低溫度熱解過程中生物炭表面形成的持久性自由基可能引發(fā)過硫酸鹽產(chǎn)生硫酸根自由基、基自由基以及單線態(tài)氧,通過這種自由基與非自由基聯(lián)合的方式實現(xiàn)有機污染物的降解。