王兴栋，张斌，余广炜，童科宪，林景江，汪印



不同粒径污泥热解制备生物炭及其特性分析

王兴栋1，张斌2，余广炜1，童科宪3，林景江1，汪印1

（1中国科学院城市环境研究所，中国科学院城市污染物转化重点实验室，福建厦门 361021；2厦门中科城环新能源有限公司，福建厦门 361009；3台湾中原大学生物环境工程学系，台湾中坜 32023）

以3种不同粒径污泥为原料，采用固定床反应器在500℃下制备生物炭。考察了3种不同粒径污泥的热解特性及其生物炭中重金属的分布特征，并运用TCLP对污泥及其生物炭的重金属浸出毒性进行了系统研究。结果表明，随着污泥粒径的增大，热解生成的生物炭和热解气产率均有所降低，而焦油产率则逐渐升高；在3种不同粒径污泥热解过程中，重金属除As外主要富集在固体产物生物炭中，相对富集系数均高于90%。随着污泥粒径的增大，污泥中Cu、Zn和Ni的含量增加，而Cr和Pb的含量则减少；虽然3种不同粒径污泥制备的生物炭中重金属的浸出规律不一致，但是污泥热解可以有效抑制重金属的浸出。生物炭中除As和Zn外其他重金属元素的浸出率均低于3.0%。

污泥；热解；粒径；生物炭；重金属

引 言

污泥是污水处理厂产生的二次污染物，富含重金属、有机污染物以及病原微生物等有害物质[1]。其中重金属被视为污泥安全处置的重要瓶颈因素。重金属含量高的污泥在环境中风险性较高，如果未经处理进入环境会对人类健康和生态环境产生危害。然而，污泥中又富含有机物和氮磷钾等营养物质，也被认为是一种廉价的资源[2-3]。……