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Chemical Engineering Journal:将电动力学耦合水热碳化技术用于从污泥中生产富磷水炭并分离重金属

发表时间:2024-02-29 14:13

文章信息:

**作者:王旭彤

通讯作者:崔孝强,陈冠益

通讯单位:天津大学、天津商业大学

期刊:Chemical Engineering Journal

影响因子:15.1

DOI:10.1016/j.cej.2023.148144


摘要:

水热碳化是一种有前景的处理湿有机固体废物的技术,因为它能高效地生产功能性碳质材料。然而,由于重金属(HMs)的存在,将污泥(SS)衍生的水炭用作农业土壤的磷(P)肥料受到限制。在将其应用于土地之前,需要适当的去除重金属。本研究提出了一种创新的FeCl3辅助电动力学技术与水热碳化(FEK-HTC)耦合的方法,用于生产重金属含量降低且磷保持能力增强的SS水炭。FEK-HTC处理在磷保持和重金属含量减少方面显示出协同效应,镍、铜和锌的减少率为56-64%,其他重金属的毒性显著降低,例如锌的毒性降低了39.35%。此外,FEK-HTC将水炭中的磷形态转化为高度生物可利用的形式。电动力学处理导致SS原料的pH值降低,并促进了与钙相关的磷的溶解和侵蚀,与未处理污泥的水炭相比,非磷灰石无机磷含量增加(从12.47 mg⋅g−1增加到23.19 mg⋅g−1)。FEK-HTC处理期间的磷迁移模式是基于化学提取、31P核磁共振(NMR)、X射线吸收近边结构(XANES)和薄膜扩散梯度(DGT)的综合结果进行评估的。DGT分析显示,添加处理过的水炭显著增加了土壤中可用磷的含量。这些结果为应用FEK-HTC技术进行污泥管理提供了新的见解。


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EK-HTC实验设置插图


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土壤中磷的DGT浓度及其与3%料液/水焦的混合物


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(F) EK-HTC处理过程中磷在SS中的迁移


Xutong Wang, Ondřej Mašek, Huwei Li, Fan Yu, Christian Wurzer, Junxia Wang, Beibei Yan, Xiaoqiang Cui, Guanyi Chen, Li'an Hou, Coupling electrokinetic technique with hydrothermal carbonization for phosphorus-enriched hydrochar production and heavy metal separation from sewage sludge, Chemical Engineering Journal, Volume 481, 2024, 148144, ISSN 1385-8947,https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.148144.


文章链接

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1385894723068766?via%3Dihub=


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文章分类: 技术进展
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