热解温度和时间对生物干化污泥生物炭性质的影响.pdf

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1、第7卷第3期环境工程学报Vo1．7．NO．32013年3月ChineseJournalofEnvironmentalEngineeringMar．2013热解温度和时间对生物干化污泥生物炭性质的影响程国淡黄青张凯松(1．中国科学院城市环境研究所，厦门361021；2．中国科学院研究生院，北京100049)摘要污泥热解制备生物炭是一种很有潜力的污泥资源化处置方式，然而，生物炭产量和品质因污泥原料性质、热解条件(如热解温度、时间)的不同而存在显著差异。以生物干化污泥为主要研究对象，系统考察了热解温度及时间等热解因素对生物炭品质的影响。实验结果表明，随着

2、热解温度的升高(300～700℃)，热解时间的增加(2～4h)，生物炭产率均下降。低温热解(3OO℃)生物炭，偏酸性，而高温热解时(700~C)生物炭，偏碱性。生物炭N含量随着热解温度的升高、热解时间的增加而降低，而P、K及微量元素随着热解温度的升高，热解时间的增加而增加。DTPA浸提结果表明，高温热解明显降低了生物炭中微量元素的生物有效性。关键词生物干化污泥生物炭热解资源化中图分类号X705文献标识码A文章编号1673—9108(2013)03—1133．06Effect0ftemperatureanddurationofpyrolysisonp

3、ropertiesofbio-driedsludgebiocharChengGuodanHuangQing。ZhangKaisong(1．InstituteofUrbanEnvironment，ChineseAcademyofSciences，Xiamen361021，China2．GraduateUniversityofChineseAcademyofSciences，Beijing100049，China)AbstractConvertingsewagesludgetobiocharisoneofthepotentialwaysforsludg

4、erecycling．However，significantdiferencesoftheyieldsandpropertiesofbiocharwereobservedduetothepropertiesofrawmaterialsorpyrolysisconditions．Theaimofthisstudyistosystematicallyinvestigatetheeffectofpyrolysisconditions，suchastemperatureandduration，onthepropertiesofthebio—driedslu

5、dgebiochar．Theresultsshowedthattheyieldsofbiochardecreasedwiththeincreasingthetemperatureandduration．Biocharproducedat300~Cwasacidwhileitwasalkalineat700~C．ThecontentofnitrogeninbiocharwasfoundtodecreasewhereasP，Kandtheothermicronutrientsincreasedwiththeincreasingpyrolysistemp

6、eratureorduration．TheresultofDTPAex-tractionshowedthatthehightemperaturesignificantlyreducedthebioavalabilityoftraceelement．Keywordsbio—driedsludge；biochar；pyrolysis；recycling近年来，有机质热解制备生物炭成为有机废弃近污泥生物干化被视为一种污泥资源化前处理的有物资源化的有效途径之一¨。，生物炭因含有较高效方式，主要是利用微生物高温好氧发酵过程中有C、N和P而被认为是一种优良的土

7、壤改良剂。城机物降解所产生的生物能，配合强制通风促进水分市污泥中含有大量的有机质使其成为一种潜在的生蒸发，从而实现污泥快速脱水，含水率可快速降至物炭原料，相比于目前污泥的处理处置方法，如填40％以下。与脱水污泥相比，生物干化污泥(以埋、堆肥等，热解可以很大程度降低其体积，消除下简称干化污泥)因其含水率低、孔隙度大、可改善致病菌，回收氮、磷营养物质。然而，城市污泥含水率高，经板框压滤后的脱水污泥含水率仍在基金项目：科技部国际科技合作项目(2009DFB90120)；国家“水体污染控制与治理”科技重大专项(2009ZX07317-003)80％左右，体

8、积大、不利于运输、性质不稳定⋯。收稿日期：2011—09—14；修订日期：2011—11—08脱水污泥直接热解会因其含水率