污泥生物炭制备及应用研究进展

姬江浩，胥思勤

（1.贵州大学喀斯特地质资源与环境教育部重点实验室，贵州 贵阳 550025；2.贵州大学资源与环境工程学院，贵州 贵阳 550025）

污泥是活性污泥法处理污水的副产物，含重金属元素、营养元素和致病微生物等。随着污水处理厂数量的增多，污泥的产量也呈现出递增的趋势。2015年《水污染防治行动计划》对污泥的处理处置工作提出了明确目标：截至2020年底，地级及以上城市污泥无害化处理处置率应达到90%以上。与发达国家污泥同步处理的现状相比，我国的废弃污泥不能及时得到有效利用使得大量污泥没有得到资源化处理，对环境造成二次污染。我国2018年上半年1 800万t市政污泥的利用方式[1]见图1。施污入土虽能实现污泥资源化，但污泥中重金属及病原菌并未得到有效去除，安全性堪忧[2-3]。

图1 我国2018年上半年1 800万t市政污泥利用方式

污泥炭化过程能使污泥中的病原菌和致病微生物在高温环境中被杀死；污泥的热解可使重金属残渣态含量增加。污泥热解前后重金属残渣态含量对比[4]见图2。

图2 污泥与污泥生物炭的重金属残渣态含量对比

由此看出，以污泥为原料制备生物炭可实现污泥稳定化和无害化。污泥生物炭可广泛用于制备吸附材料[5]、催化剂[6]、土壤改良剂[7]和储能材料[8]，实现污泥资源化。相关研究表明，通过热解污泥能够有效杀死致病微生物，且热解固态产物——生物炭性质稳定，应用安全，具有高利用价值。本文将热裂解法的制备条件对污泥生物炭性质影响进行归纳总结，讨论污泥生物炭制备吸附材料、催化剂和土壤改良剂等应用现状，以期为污泥生物炭的应用奠定基础。……