污泥脱水是污泥处理处置特别重要的技术单元,同时污泥热解制备生物炭也是一种可以有效实现污泥减量化、资源化的有效技术手段。炭化过程中活化剂的添加有助于污泥的脱水和开孔扩孔作用,基于此本研究将活化剂的投加前置,在污泥脱水过程中加入活化剂,如果活化剂对于污泥脱水和污泥炭化均能发挥作用,活化剂的前置在可以降低脱水剂的投加量,在一定程度上可以有效的降低整个处理的工艺的能耗。基于此假设首先分析了不同浓度的氯化锌在污泥脱水中的作用:实验结果表明氯化锌的投加可以有效的降低污泥的含水率和毛细吸附时间,即氯化锌有助于提高污泥的脱水性能。通过对污泥的指标:溶解性多糖、溶解性蛋白质、zeta电位、粒径分布研究,得出结论氯化锌的投加有助于降低污泥中溶解性蛋白含量,提高溶解性蛋白质的含量。氯化锌亦能通过降低污泥表面的负电荷,改变污泥表面电性,进而降低污泥絮体之间的斥力,使得污泥更容易发生团聚作用,污泥的粒径分布图亦表明,氯化锌加入可以轻微的提高了污泥粒径的尺寸。在污泥炭化工艺中,制备温度及活化剂的浓度对生物炭的理化性质及表面特性均产生一定影响。热解温度的升高能降低生物炭的产率,但是氯化锌含量变化对生物炭产率影响并不明显;对于生物炭中的灰分含量,温度升高、氯化锌含量的增加均能提高其含量;温度升高可以促进污泥中碱金属盐类分解,进而提高了生物炭的pH,但是氯化锌含量对生物炭pH影响却不明显;温度升高、氯化锌含量增加均能降低生物炭表面负电荷的含量,促进生物炭中有机物的芳香化。同时氯化锌浓度和热解温度的变化对生物炭表面的官能团也会产生一定的影响。温度升高能促进生物炭的开孔扩孔,但是过高的温度也可能会导致生物炭内微孔结构的坍塌,反而可以降低生物炭的比表面积,氯化锌含量的升高能有效提高生物炭的比表面积。热解时间的变化会引起生物炭中重金属的形态造成一定的影响,且对不同重金属的形态影响不尽相同。热解过程中重金属As的形态由F1、F2、F3向F4形态转化,即热解有助于金属As的稳定化;随着加热时间的升高,Cd的形态由F3形态向F1、F4形态转化;Cr的形态由F2形态向F1和F4形态转化。热解时间的增加有利于提高F1、F2、F3形态的Cu的百分含量而降低F4形态的Cu含量,即提高了重金属Cu的稳定性;热解过程中重金属Pb由F4向F1、F2形态转化;Ni由F1、F2形态向F3形态转化;Zn由F1向F2,F3和F4形态转化。RAC模型计算结果表明:在一定时间范围内延长热解时间可以降低部分重金属的风险,但过长的加热时间可能会降低重金属的稳定性,促进重金属风险提高;地质累计指数模型计算结果表明:该方法是基于重金属的总量进行计算的,热解时间的延长会提高生物炭中重金属的总量,导致生物炭中重金属风险提高,表明热解会导致重金属的富集;潜在生态风险指数表明:热解时间的增加并未降低重金属的稳定性,对于重金属Ni、Pb、Zn、Cd,热解时间增加提高了其潜在生态风险。综上可得,热解并没有促进所有重金属的稳定化,生物炭应用过程中,重金属的污染问题仍然应当给予足够重视;在未来的研究中,污泥中重金属的固定问题是需要攻克的第一难题!钙的添加可以改变污泥中无机磷的形态、降低磷酸盐的浸出量且能有效提高污泥生物炭的磷吸附能力;pH和初始浓度对生物炭的吸附容量均能一定的影响;生物炭吸附磷的机理包括:物理吸附、阴离子交换、沉淀作用。