裂解温度对造纸厂污泥生物炭性状的影响
1 .造纸厂污泥概况
相关数据显示，2016年全国纸和纸板生产量10855万t，较上年增长1. 35%，消费量10419万t，较上年增长0. 65 %，人均年消费量为75 kg (13. 83亿人)，2007-2016年，纸及纸板生产量年均增长率4. 43 %，消费量年均增长率4.05％[1]。随着我国造纸工业不断发展的同时，由制浆造纸过程中产生的造纸污泥引发的环境问题也愈加凸显。数据显示，生产1 t纸可产生80kg(绝干)废水污泥副产物，此污泥数值在新闻纸厂中可能在20%之间变化，在包装纸厂中可能变化到40 %，而年产500万t纸浆以上的常规大型造纸企业产出的绝干污泥量可保持在25万t以上。据统计，美国和日本造纸污泥的年产量近500万t，中国和英国分别达到 1200万t和200万t，可见造纸过程中造纸污泥的产生量较为庞观，而每年造纸企业的污水处理厂对污泥的处理和处置成本就占其经营成本的50-60 %，传统的造纸污泥处理方法为焚烧、填埋和海洋投弃等，但这些方法存在污染大气、占用土地和成本较高的问题，并且生产过程中产生的纸浆污泥、油墨渣污泥随意堆放，这些污泥中含有大量重金属离子，对环境造成了不可磨灭的伤害，造纸污泥的无害化、资源化的研究备受重视。因此，必须对这些污泥进行无害化处理达到后期重复利用的目的。用污泥制备生物炭可起到资源化重复利用的效果，同时制备的生物炭可广泛应用于各个行业，如土壤修复、环境治理等等。
2 重金属形态及其环境的影响
2.1重金属的形态分类
对于重金属形态，目前还没有统一的定义及分类方法。对于土壤和沉积层中重金属形态有BCR分类法[2]；沉积物或土壤中重金属元素可交换态、碳酸盐结合态、铁-锰氧化物结合态、有机物结合态和残渣态5类分类法；水溶态、易交换态、无机化合物沉淀态、大分子腐殖质结合态、氢氧化物沉淀吸收态或吸附态、硫化物沉淀态、残渣态7类别分类法等。为结合不同类别的分类和操作方法，欧洲参考交流局(The Community Bureau of Reference)广泛采用其提出的BCR分类法。即将重金属的形态分为4种，即酸溶态(如碳酸盐结合态)、可还原态(如铁锰氧化物态)、可氧化态(如有机态)和残渣态。本文主要参考BCR分类法。针对以上几种土壤重金属的形态分类法，对他们中共有的几种比较重要的形态的定义如下:
（1）可交换态重金属是指吸附在粘土、腐殖质及其它成分上的金属，对环境变化敏感，易于迁移转化，能被植物吸收。可交换态重金属反映人类近期排污影响及对生物毒性作用。
（2）碳酸盐结合态重金属是指土壤中重金属元素在碳酸盐矿物上形成的共沉淀结合态。对土壤环境条件特别是pH值最敏感，当pH值下降时易重新释放出来而进入环境中。相反，pH值升高有利于碳酸盐的生成。
（3）铁锰氧化物结合态重金属一般是以矿物的外囊物和细粉散颗粒存在，活性的铁锰氧化物比表面积大，吸附或共沉淀阴离子而成。土壤中pH值和氧化还原条件变化对铁锰氧化物结合态有重要影响，pH值和氧化还原电位较高时，有利于铁锰氧化物的形成。铁锰氧化物结合态则反映人文活动对环境的污染。
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