本文關鍵詞：污泥生物炭對環(huán)境中Pb、Cd固持的研究

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【摘要】：近幾年,污泥產量劇增,如何利用污泥內在價值,將其變廢為寶是當前研究的熱點。熱解能夠將污泥中有毒有害成分高效降解和穩(wěn)定化,是目前較有發(fā)展?jié)摿Φ囊环N污泥處置方式。生物炭是一種細顆粒狀木炭,由植物或廢棄原料在缺氧環(huán)境中熱解產生。它含有大量芳環(huán)結構碳,具備較大的孔隙度,表面帶負電荷且含有大量的官能團,能夠吸附固定環(huán)境中的重金屬,且能改良土壤結構,促進作物生長。本試驗選用揚州市湯汪污水處理廠污泥為原料,經300℃～500℃熱裂解制備成生物質炭,研究不同裂解溫度的污泥生物炭對水溶液中Pb2-和Cd2+的吸附特性,考察吸附時間、pH、溶液平衡濃度對吸附效果的影響。結合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值。并進一步開展了在鉛和鎘污染的單一及復合土壤中添加污泥生物炭后Pb、Cd化學形態(tài)變化和小青菜生長狀況及重金屬累積的研究,結合生物炭特性,分析Pb、Cd化學形態(tài)隨時間的變化規(guī)律,揭示污泥生物炭對土壤改良機理,以期為污泥生物炭修復污染土壤提供理論支持。主要結論如下：(1)污泥生物炭對Pb2+、Cd2+的吸附過程更符合準二級動力學方程,約30h達到平衡,主要受化學吸附控制。隨溶液初始pH的升高,污泥生物炭對重金屬的吸附量呈先增高后降低趨勢,在pH4.5時對Pb2+的吸附量最大,而Cd2+在pH為6.5時最大。污泥生物炭對Pb2+、Cd2+的吸附性能高低次序為RC500RC400RC300,對Pb2+的吸附更符合Langmuir方程,而對Cd2+的吸附更符合Freundlich方程,RC500對Pb2+最大吸附量達到14.39 mg.g-1遠大于對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,并且隨平衡時間的延長而顯著升高。無論在單一污染還是在復合污染中,污泥生物炭對Pb、Cd都有較好的固定效果,且對Pb的固定效果優(yōu)于Cd。同時,Pb在復合污染中的固定效果優(yōu)于單一污染,而Cd的固定效果與此相反。(3)添加污泥生物炭能提高小青菜的生物量,并明顯降低小青菜可食部分Pb、Cd的含量。在單一污染土壤中,小青菜中Pb含量的降幅達到4.56%,Cd的降幅達到14.79%。在復合污染土壤中,小青菜中Pb含量的降幅達到31.67%,Cd的降幅達到8.67%。
【學位授予單位】：揚州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X703

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