【48812】FESE 前沿研讨：回转窑中污泥与高岭土沸石的共热解：安稳重金属的剖析

  污泥作为一种典型的固态废料，含有很多的重金属、病原体和有机污染物，存在必定的环境危险。与传统的污泥处理办法比较，热解是一种很有出路的处理技能。其间，生物炭是污泥热解的首要产品，对土壤的修正具有必定效果。但在施用生物炭的进程中，其所富含的重金属可能会进入到渗滤液，给土壤带来二次污染。前人研讨发现，越安稳的重金属越不容易被生物体所使用，其毒性和生态危险越低。因而，关于怎么高效固定重金属的研讨遭到广泛的重视。作为环境友好的无机矿藏，高岭土和沸石可经过物理吸附或许构成金属硅酸盐和铝硅酸盐完成对重金属的固定。但是，现在高岭石/沸石在热解进程中吸赞同安稳重金属的研讨较少，特别是在生物碳中重金属的固定使用以及固定化机理有待体系探究。

  鉴于此，为进一步提高污泥热解生物碳对重金属的固定程度，作者以污泥或污泥混合高岭土/沸石为质料，在回转窑中混合热解制备生物炭。文中剖析了高岭土/沸石对热解生物炭中重金属(Cu、Zn、Cd、Pb和Cr)的总浓度、形状散布、浸出毒性和潜在生态危险目标的影响，提醒了共热解进程中重金属的固定机理。文章经过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜（SEM）的剖析，发现热解温度的升高和增加剂的参加均有利于构成安稳的重金属。此作业证明了热解能够轻松又有用富集和安稳污泥中的重金属。例如，650℃的生物炭中安稳重金属的占比分别是54.50%（铜）、29.73%（锌）、79.29%（镉）、68.17%（铅）和86.70%（铬），污染危险指数降至17.01，生态危险较低。增加7%高岭土/沸石后，其危险指数降至10.86/15.28。研讨标明，安稳的重金属矿藏的构成是热解生物炭中重金属固定化的要害。

  本研讨提出如下反响机理：一些范围内，温度的升高使生物炭的比表面积和孔径增大，有利于重金属的固定；其次，吸附功能优秀的铝硅酸盐增加剂可捕获污泥热解进程中所开释的重金属。重金属离子与增加剂中的氧离子反响生成硅酸盐和铝酸盐(如CuAl2O4和PbSiO3)，使重金属从不安稳组分(硫酸盐、氯化物等)转化为安稳组分(硅酸盐、铝酸盐等)，提高了重金属的固定功率。该作业加深了高岭土/沸石与污泥共热解安稳重金属的了解，为规划高效处理污水污泥的热解技能供给了新的理论指导。

  工业废水和日子废物污水很多排放，处理这些污水伴随着很多污泥的发生，带来严峻的环境污染问题。因而，开发高效处理污泥的技能至关重要。热解作为一种环境友好的技能，能够明显削减污泥体积，杀灭病原体，在污泥的实践处理中遭到广泛重视。本作业探究了增加剂（高岭土/沸石）与污泥混合共热解进程发生的生物炭对重金属的安稳效果。剖析了温度和增加剂对生物炭安稳重金属的影响，估测了增加剂（高岭土/沸石）与污泥共热解进程中重金属固定的潜在机理，为高效热解污泥进程中重金属的安稳供给了新的方向。一起，本研讨选用了小型回转窑对污泥进行热解，为今后的实践使用供给了更好的试验根据。

  李阳，北京师范大学环境学院教授，国家级青年人才方案当选者，中国科协“青年人才托举工程”当选者。FESE青年编委，研讨方向为水中新污染物的搬迁转化，掌管要点研制方案课题和国家自然科学基金面上项目等8项，在ACS nano, Environ. Sci. Technol. 和Water Res.等杂志宣布SCI论文70余篇。ESI高被引论文7篇。个人主页：

  于颖，女，23岁，北京师范大学环境学院2021级环境工程专业硕士生，导师为李阳教授，研讨方向为纳米资料的搬迁转化与生态效应。

  由教育部主管、高等教育出书社主办的《前沿》（Frontiers）系列英文学术期刊，于2006年正式创刊，以网络版和印刷版向全球发行。系列期刊包含基础科学、生命科学、工程技能和人文社会科学四个主题，是我国掩盖学科最广泛的英文学术期刊群，其间13种被SCI录入，其他也被A&HCI、Ei、MEDLINE或相应学科世界威望检索体系录入，具有必定的世界学术影响力。系列期刊选用在线优先出书方法，确保文章以最快速度宣布。