2023年第7期化学工程与装备2023年7月ChemicalEngineering&Equipment1新型重金属吸附生物炭的制备及对含锰废水处理研究1刘文辉，张静涵，张慧娟，徐丁山，吴相，王罗懿（西安工业大学材料与化工学院，陕西西安710021）摘要：本文以剩余活性污泥为基体，通过高温热解处理及对其进行酸改性，制备出高效多孔生物炭吸附剂。考察了吸附温度、溶液初始pH和吸附剂投加量对Mn2+吸附效果的影响。在Mn2+初始浓度为4mg/L、吸附剂投加量为0.5g、吸附时间120min、pH为2条件下，20℃时Mn2+去除效率最高为72.55%；在Mn2+初始浓度为4mg/L、吸附剂投加量为0.5g、吸附时间120min、20℃条件下，pH为2时Mn2+去除效率最高为73.63%；在Mn2+初始浓度为4mg/L、吸附时间120min、20℃条件下，pH为2条件下，吸附剂投加量为0.5g时Mn2+去除效率最高为73.08%。生物碳吸附剂对Mn2的吸附率由改性前的45.97%，提高到改性后的73.63%。实验结果表明，改性后的吸附剂相较于改性之前较大幅度提升了对于重金属离子的吸附能力。关键词：剩余污泥；生物炭；重金属吸附剂；酸改性基金项目：国家大学生创新创业项目(S202110702073)。通讯作者：刘文辉引言重金属的强毒性、致癌性、难降解及易富集等特性给环境和人类健康造成了严重威胁[1-3]。国内外常用的重金属废水治理方法有物理法、化学法、电化学法和生物法等[4]。物理吸附法操作简单、见效快、二次污染小，是目前最有研究价值的处理方法之一。生物炭由于具有发达的孔隙结构、较大的比表面积和吸附容量，吸附速度快等优点被广泛应用于吸附研究[5]。在以废治废方面，利用污水处理产生的剩余污泥制备生物炭并应用于环境治理方面已取得较好的成绩。剩余污泥是由细菌、真菌类、原生动物和有机质等组成的混合体[6]。剩余污泥含碳量高，干污泥含碳量约为53%，是制备生物炭吸附剂很好的材料[7]。污泥在特定条件下热解即可制备污泥生物炭，即在缺氧条件下加热，最终将有机物分解并生成固体残渣[8]。为解决污泥生物炭孔隙结构欠发达、比表面积不足和表面官能团含量低等缺点，可以通过改性生物炭来改变其表面物化性质，从而增强其对重金属的吸附能力改性方法可分为物理法、化学法和生物法，具体包括球磨、酸改性[9]、碱改性、浸渍法改性、紫外辐射[10]、生物改性以及蒸汽改性等。本文以剩余活性为基体，通过高温热解处理及对其进行酸改性，制备出高效多孔生物炭吸附剂，利用改性的生物炭处理含重金属废水，研究了其对含锰离子废水处理的吸附性能。1实...
