氧化铝改性污泥生物炭粒制备及其对Pb(Ⅱ)的吸附特性

为拓展城市剩余污泥资源化利用途径，本文以剩余污泥球粒为原料在高温限氧条件下制备污泥生物炭粒（SBC），同时以氢氧化铝溶胶为前体浸渍污泥球粒后在500℃下热解获得氧化铝改性污泥生物炭粒（SBC-Al）。使用BET、XRD、FTIR和SEM对生物炭粒进行了表征，并研究了生物炭粒改性前后对Pb(Ⅱ)的吸附特征及效果。结果表明：SBC-Al比表面积和总孔容分别达到83.266m²/g和0.158cm³/g，相比于SBC分别增大了142.42%和167.80%；XRD显示氢氧化铝溶胶浸渍使SBC-Al表面负载了γ-Al₂O₃粒子，FTIR红外谱图说明氧化铝改性可能会增加炭粒表面官能团数量，同时SEM显示出SBC-Al表面相较于SBC具有更多的层片状结构，从而增加生物炭粒的吸附性能。Pb(Ⅱ)的吸附动力学符合二级动力学方程和Elovich方程，同时用二阶段颗粒内扩散模型可以较好地拟合。吸附等温线以Freundlich模型为主，且SBC和SBC-Al对低浓度（＜50mg/L）Pb(Ⅱ)的去除率均较高，分别在95%和99%以上，实测最大吸附量可分别达626.73mg/g和663.97mg/g，但SBC-Al提高了对更高浓度（50～100mg/L）Pb(Ⅱ)的去除率。热力学计算数据表明吸附过程为吸热反应；脱附解吸试验说明，生物炭粒具有良好的循环再生利用性能。     

柠檬酸和谷氨酸N，N-二乙酸优化处理污泥重金属

采用柠檬酸（CA）和谷氨酸N,N-二乙酸（GLDA）处理污泥重金属,研究了试剂浓度、pH和反应时间对重金属去除效果的影响,并以重金属去除率为表征,通过正交试验获得CA和GLDA处理重金属的最佳条件。结果表明,增加试剂用量、降低体系pH均有利于重金属的去除,但延长反应时间对重金属的去除效果影响不明显。CA和GLDA处理污泥重金属的最佳条件分别为：CA 0.3 mol·L^-1、pH 4、反应时间2 h和GLDA 0.05 mol·L^-1、pH 4、反应时间3 h。最佳反应条件下,对于CA和GLDA,重金属Cd、Cu、Pb和Ni的去除率可分别达80.25%、77.75%、64.66%和75.16%,及78.57%、78.48%、64.84%和76.71%。CA和GLDA对重金属的去除效果大小顺序均为：Cd>Cu> Ni>Pb,但GLDA的处理效果优于CA。污泥经CA和GLDA处理后,污泥固相酸溶态重金属含量下降幅度最大,平均达81%,残渣态重金属含量下降52.1%,而污泥液相中重金属含量则增加了17.54倍,说明重金属从污泥固相向液相转移。SEM镜检发现,污泥由处理前表面分散的絮状结构,变成更为明显的团块结构和片层结构,污泥的吸附能力下降,且体积缩小。研究结果表明,CA和GLDA处理污泥能有效降低污泥重金属含量并提高污泥固相重金属的化学稳定性,有利于污泥脱水及脱水后的进一步处理及其资源化。     

浅析环境工程创新实验设计 ——以不同污泥对黑麦草生长及重金属富集影响为例

为丰富环境工程专业实践教学体系,促进教师科研项目向本科创新实验转化,以“不同预处理污泥对黑麦草生长及重金属富集的影响”为例探讨环境工程创新实验设计。详细叙述了创新实验的设置背景及目标、实验实施路线、实验内容方案设计和研究性实验报告的撰写。实践表明,通过创新实验的设置达到了培养学生创新意识,提高学生的科技创新能力和综合素质的目标,并为高水平环境工程应用型人才培养提供了借鉴。