基于乙醇-水混合溶剂污泥液化过程中重金属的迁移和转化

摘要

污水厂污泥在乙醇-水混合溶剂中液化是制备生物油/生物炭的一种有前景的方法。乙醇和水联合使用对污泥液化过程中重金属的迁移和转化行为的影响是有关上述液化技术的安全性和清洁性方面的重要课题。本论文针对这一课题展开了研究,结果表明:纯乙醇作为液化溶剂时,重金属向生物炭迁移的比例更高;纯水作为液化溶剂时,生物炭中活性态重金属的比例则更低;与单一溶剂液化相比,乙醇-水共溶剂对重金属的分布和转化行为的影响呈现随机效应或平均效应。污泥在纯水中液化后,重金属的污染程度由生原污泥的重度污染(污染指数25.8)降低到生物炭的中度-重度污染(污染指数13.4),生态风险则由中等风险(风险指数164.5)降低到低风险(风险指数78.8)。纯乙醇作为液化溶剂时对重金属的污染程度和生态风险影响甚微。乙醇和水的联合使用具有和纯水类似的重金属钝化效应。污泥在乙醇-水混合溶剂中液化所得的生物炭中重金属的污染指数和风险指数分别是13.1~14.6(中度-重度污染)和79.3~101.0(低风险)。为了进一步控制基于乙醇-水混合溶剂污泥液化过程中重金属的污染,可以通过在污泥液化过程中引入常规的木质纤维素或藻类生物质(也即采用共液化技术)。