【摘 要】
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为解决厌氧消化污泥的处置问题,将污泥热解制备成生物炭,将其作为吸附材料用于地表水农药污染治理。在500、600、700℃下热解制备污泥生物炭,解析热解温度对生物炭性质的影响;揭示污泥生物炭吸附单溶质三环唑和二氯苯氧基乙酸（2,4-D）的影响因素和吸附机理;探究污泥生物炭同步吸附三环唑和2,4-D的影响因素,并讨论其竞争吸附机制。研究成果对解决地表水农药污染问题与污泥资源化利用有重要意义。在500、
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为解决厌氧消化污泥的处置问题,将污泥热解制备成生物炭,将其作为吸附材料用于地表水农药污染治理。在500、600、700℃下热解制备污泥生物炭,解析热解温度对生物炭性质的影响;揭示污泥生物炭吸附单溶质三环唑和二氯苯氧基乙酸（2,4-D）的影响因素和吸附机理;探究污泥生物炭同步吸附三环唑和2,4-D的影响因素,并讨论其竞争吸附机制。研究成果对解决地表水农药污染问题与污泥资源化利用有重要意义。在500、600、700℃下热解制备污泥生物炭（分别命名为BC500、BC600和BC700）,随着热解温度的升高污泥生物炭的产率下降,C、H、O、N元素的流失增多;同时,H/C比、O/C比和N/C随温度的升高下降,生物炭的表面官能团减少,极性增加。生物炭的p H零电荷点(p HPZC)随热解温度的升高而升高;生物炭的比表面积和孔体积随热解温度的升高增大;热解温度越高,孔隙越发达,主要孔径是直径约为13.0～15.8 nm的介孔。BC700具有最强的物理吸附能力。污泥生物炭BC700、BC600和BC500在单溶质体系中对三环唑具有良好的吸附性能,理论最大吸附量为11.86 mg/g、8.90 mg/g和6.94 mg/g,与其他吸附材料相比,污泥生物炭对三环唑的吸附性能处于较高水平。污泥生物炭对三环唑的吸附机理主要为物理吸附,污泥生物炭中金属元素更有利于三环唑吸附。BC700、BC600和BC500在单溶质体系中对2,4-D的理论最大吸附量为7.89mg/g、7.48 mg/g和6.46 mg/g,与其他材质的生物炭相比,污泥生物炭的2,4-D吸附性能一般,但其制备成本低,且能有效缓解污泥处置问题,仍具有应用价值。污泥生物炭对2,4-D的吸附以物理吸附为主,同时疏水作用、静电相互作用和酯化反应都能影响污泥生物炭对2,4-D的吸附过程。BC700、BC600和BC500在双溶质体系中,对三环唑和2,4-D的吸附性能较单溶质体系有所下降,对三环唑的理论最大吸附量分别为5.27 mg/g、4.90 mg/g和4.60 mg/g;对2,4-D的理论最大吸附量分别为3.20 mg/g、2.99 mg/g和2.62mg/g。污泥生物炭的比表面积、孔体积和微孔结构是同步吸附三环唑和2,4-D的基础,两种农药通过静电排斥作用和芳香化合物之间的亲和力增加了传质阻力,导致污泥生物炭在双溶质条件下对两种农药的饱和吸附量显著下降。研究结果表明,将厌氧消化污泥慢速热解制备的生物炭在修复地表水农药污染方面具有潜在应用价值。
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