氮掺杂生物炭负载Fe⁰增强厌氧消化污泥脱水性能研究

作者：吴铮; 张文; 白杨; 黄涛

来源：安全与环境学报, 2024, 24(07): 2818-2829.

DOI：10.13637/j.issn.1009-6094.2023.1742

• 环境工程学
• 厌氧消化污泥
• 脱水性能
• 过硫酸盐
• 零价铁
• 氮掺杂生物炭

研究采用中密度纤维板及氧化铁皮共热解制备了负载零价铁的氮掺杂生物炭（ZVI/N-BC）,并用于活化过硫酸盐（Peroxydisulfate, PDS）增强厌氧消化污泥脱水性能。结果显示，初始pH值为6,PDS投加质量浓度为6.8 g/L,生物炭投加质量浓度为19.2 g/L,反应时间为35 min时，厌氧消化污泥的毛细吸水时间及含水率降低至47.93 s和67.44%。机理分析指出消化污泥脱水性能增强主要归功于ZVI/N-BC+PDS的非均相氧化作用。PDS通过sp2碳、吡啶氮、Fe0产生·SO-4和·OH,高效降解细胞外聚合物（Extracellular Polymeric Substances, EPS）,释放大量结合水；ZVI/N-BC+PDS能通过改变胞外蛋白质二级结构，提升EPS表面疏水官能团丰度，增强消化污泥疏水性；ZVI/N-BC作为骨架材料在污泥内部形成坚固的输水通道，在活性氧物种的协同作用下，厌氧消化污泥的脱水性能得到显著增强。研究为厌氧消化污泥减量提供了“以废治废”新思路。

• 单位
  成都工业学院; 桂林理工大学; 环境科学与工程学院; 西南交通大学