剩余污泥资源化制备生物炭的研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文剩余污泥资源化制备生物炭的研究硕士研究生：安青指导教师：刘广民教授学科、专业：化学工程与技术论文主审人：夏淑梅副教授哈尔滨工程大学2018年03月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文剩余污泥资源化制备生物炭的研究硕士研究生：安青指导教师：刘广民教授学位级别：工学硕士学科、专业：化学工程与技术所在单位：材料科学与化学工程学院论文提交日期：2018年01月论文答辩日期：2018年03月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheProfessionalDeg

2、reeofMaster（MasterofEngineering）StudyonRecyclingofSludgeforBiocharProductionCandidate:AnQingSupervisor:LiuGuangminAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:ChemicalEngineeringandTechnologyDateofSubmission:Jan.2018DateofOralExamination:Mar.2018University:HarbinEngineeringUnive

3、rsity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交

4、论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日摘要活性污泥法处理污水的技术是一种在国内外被广泛应用的污水处理技术，随着经济和人口的快速增加，污水产生量大大增加使得剩余污泥的产生量大大增加，

5、而剩余污泥处理包括填埋和焚烧，填埋和焚烧会造成很大的环境污染还有极大的处理成本。剩余污泥中含有大量的有机质，本研究旨在利用剩余污泥作为原材料，通过热解过程实现剩余污泥的资源化处理和减量化处理。本文以剩余污泥作为原材料，通过水热和气热两种方式实现剩余污泥的资源化；针对水热生物炭，通过的元素分析，傅里叶红外光谱（FTIR），，扫描电子显微镜（SEM）等仪器对水热生物炭的表面结构进行分析，可以看出随着温度和合成时间的增加，生物炭的表面基团呈现脱落的趋势致使生物炭的元素含量发生变化，但是碳元素始终是主要的元素。本文还结合生物炭的表面基团和利用三维荧光光谱检测生物炭的二次溶出物，

6、例如醛基和羰基等等基团具有电子转移能力的分析，探究了水热生物炭在室温和光照下具有催化产生羟基自由基的能力，利用高效液相色谱检测自由基的浓度。与此同时，在探究水热生物炭的同时，本研究还在水热生物炭上负载金属离子，探究负载金属离子催化产生自由基的能力，结果表明,负载金属离子的生物炭能大大提高催化产生自由基的量，结合红外分析来看，负载金属离子具有固定表面基团的能力，铁离子的固定能最强；除此之外，负载金属的生物炭，在表面基团起到催化作用的同时，负载在生物炭表面的离子同时也能发生类芬顿反应，催化过氧化氢产生自由基，产生自由基的量大大增加。本研究在检测自由基的同时也利用催化产生的自

7、由基降解产生污染模式物:苯酚和4-氯苯酚，相对于原始污泥来说，加入金属离子也大大提高了生物炭的降解苯酚能力，加入铁离子的时候，降解了苯酚80.34mg/L，降解率达到了93.00%；加入铝离子的时候，降解了苯酚61.58mg/L，降解率达到了71.28%；；加入钛离子的时候，降解了苯酚70.58mg/L，降解率达到了81.60%。对于4-氯苯酚而言，加入铁离子的时候，降解了4-氯苯酚63.04mg/L，降解率达到了77.1%；加入铝离子的时候，降解了4-氯苯酚58.50mg/L，降解率达到了71.60%；；加入铝离子的时候，降解了4-氯苯