复合改性污泥生物炭对Mn^(2+)的吸附研究

针对含锰(Mn^(2+))废水处理与城市污水处理厂污泥的安全处理处置问题,文章将合肥市某污水处理厂污泥在CO_(2)气氛和550℃条件下进行热解,并用3 mol/L KOH进行改性,制备得到复合改性污泥生物炭(composite modified sludge biochar,CMSB),并将其用于含Mn^(2+)废水处理。实验结果表明,CMSB在pH=4、投加量为1.0 g/L时,对Mn^(2+)的吸附量可达37.63 mg/g。CMSB对Mn^(2+)的吸附行为可以很好地通过准二级动力学模型和Langmuir等温线模型拟合,热力学分析结果表明吸附过程是自发、吸热、熵增的,主要吸附机制包括含氧官能团络合、π键作用、静电吸引及阳离子交换。研究结果可为城市污水处理厂污泥的安全处置和含Mn^(2+)废水处理提供技术支持和理论基础。

基于沼渣的生物炭负载零价铁强化牛粪厌氧产甲烷研究

针对养殖场废物厌氧消化处理中存在的沼气产量较低和沼渣资源化利用较低等不足,文章以沼渣为原材料,通过铁盐改性制备获得生物炭(biochar,BC)负载零价铁(zero-valent iron,ZVI)复合材料(ZVI-BC),并将其用于强化牛粪的厌氧产甲烷过程。研究结果表明:ZVI-BC具有更丰富的官能团种类、更大的比表面积和孔隙率;添加ZVI-BC对牛粪厌氧消化过程有一定促进作用,产气量较对照组提高3.35%~26.87%,甲烷体积分数提高7.01%~16.22%;低添加量的ZVI-BC对甲烷的促进作用更加显著;添加ZVI-BC有助于缓解有机酸积累、吸附中间有毒有害产物及增加消化体系缓冲能力。研究结果可为养殖场废物厌氧处理的研究和应用提供参考。