近年来,工业排放二氧化硫烟气呈现出浓度低、气量大的特点。传统吸附法中的活性炭虽然可以有效处理低浓度二氧化硫烟气,但是脱硫成本较高。因此,以含有大量有机质、丰富的氮磷和金属离子的污水处理厂剩余污泥为原料,通过化学途径制备价格低廉的生物炭吸附剂。在实现污水厂剩余污泥资源化利用的同时又处理了低浓度二氧化硫烟气,实现以废治废。论文研究生物炭制备影响因素:不同的无氧状态、热解温度、升温速率以及保温时间,以污泥生物炭的二氧化硫吸附容量与物理特性为指标,结合正交实验结果的分析,确定污泥生物炭的最佳制备工艺条件。结果表明,污泥生物炭的最佳制备工艺条件为:热解温度650℃,升温速率2.5℃/min,保温时间2h。制备污泥生物炭的穿透时间19.7-21.7min,穿透吸附容量8.3723-9.30622 mg/g,吸附饱和时间132.38-145.18 min,饱和吸附容量24.6710-25.4561 mg/g,制备的污泥生物炭表现出较强的吸附性能。通过改变固定床吸附二氧化硫的吸附操作条件,研究初始二氧化硫浓度、空床气速以及床层温度对污泥生物炭吸附性能的影响。结果表明,1500ppm的初始二氧化硫浓度、0.044m/s-0.066m/s的空床气速和20℃的床层温度为最佳的固定床吸附操作条件。此时固定床的穿透时间55.7min,穿透吸附容量11.9 mg/g,吸附饱和时间282 min,饱和吸附容量29.7 mg/g,固定床对二氧化硫有较高的脱硫效率。对污泥生物炭吸附二氧化硫的实验数据进行吸附动力学和吸附热力学拟合,探究污泥生物炭吸附二氧化硫气体的机理。结果表明,拟一级动力学的拟合要优于拟二级动力学,说明污泥生物炭对SO₂的初期吸附主要是物理吸附且受到扩散控制。Elovich方程拟合表明吸附过程是单分子的化学吸附过程。颗粒内扩散方程表明颗粒内扩散不是控制吸附速率的唯一因素,吸附过程受多种吸附机理共同作用。吸附热力学计算,吉布斯自由能小于零,吸附自发进行;焓小于40 k J/mol表明污泥生物炭吸附二氧化硫气体主要是物理吸附。XPS能谱分析发现,污泥生物炭表面主要有C/O/N/Ca/Si/Al/Mg/P/Fe等元素。其中:Ca/Si/Al/Mg/Fe等主要以金属硅酸盐（硅酸铝、硅酸钙、硅酸铁等）的形式存在,同时也有Si O₂或金属氧化物（氧化铁和氧化镁）。污泥生物炭吸附SO₂后,SO₂与多糖类物质发生化学吸附,形成有机硫类物质（R-SH）,同时也存在被氧化成SO₃,进而与生物炭表面中Fe、Mg等形成硫酸盐。另外,SO₂与污泥生物炭表面微量的H₂O反应,生成H₂SO₃。