海产品加工污泥热解资源化技术初步研究
发布时间：2021-06-07 01:11
海产品养殖与加工是我国许多沿海地区重要的支柱产业之一,为当地社会经济的发展做出不可忽视的贡献。但是,海产品养殖与加工业也引发众多环境问题,其中,海产品养殖加工过程中产生的污泥所引发的环境问题尤为突出。本文对海产品加工污泥热解资源化技术进行了初步研究,重点考察了热解固相产物（热解炭）的理化性质及其与热解工艺条件的响应关系。在此基础上,研究了热解炭对Pb（Ⅱ）,Cu（Ⅱ）,Cd（Ⅱ）,Cr（Ⅲ）等4种重金属离子的吸附特性。论文的主要工作及结论如下:采用综合热分析、工业分析和元素分析、比表面积及孔隙结构分析和傅里叶红外光谱分析等方法对不同热解处理下炭化物的产率、组成和表面结构进行分析表征。结果表明:（1）随着热解温度升高（450℃650℃）,热解炭的产率趋低,比表面积先增大再减小,但pH值逐渐升高;（2）热解处理可显著提高海产品加工污泥的比表面积,其中经450℃-60 min处理的热解炭比表面积最大（85.35 m2/g）,为原污泥的2.9倍;（3）热解温度对热解炭的化学性质也产生重要影响,热解温度的升高,导致热解炭C/H、C/N原子比增大、含氧官...
【文章来源】：浙江农林大学浙江省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
海产品加工污泥热重（TG-DTG）分析
图 2.2 不同热解条件下海产品加工污泥热解炭产率Fig.2.2 Effect of pyrolysis temperature and contact time on biochar yiel炭的特征分析 分析3 为热解炭的红外分析图。可见，原污泥、30 min 不同温度热解炭的傅立叶变换红外光谱图(FTIR)基本相似。说明热解炭似的。1030 cm-1处的强峰是 C-O-C 或 C-N 伸缩振动峰；147动峰；1550~1725 cm-1处的宽而弱的峰说明有 C=C 或 Cm-1处出现-CH2-或-CH3的 C-H 伸缩振动峰；3400 cm-1处宽白质中氨基的伸缩振动吸收峰。热解炭与原污泥相比，在 155m-1处峰强度减弱，特别是高温热解炭，说明热解反应在一 C=C 或 C=O、-CH2-或-CH3等官能团的物质。H.Lutz[51]的实验的原因，其研究结果与 FTIR 谱图分析相一致：原污泥中的
（a）30min （b）60min图 2.3 不同热解温度热解炭和原污泥的 FTIR 图Fig.2.3 Analysis of FTIR spectra (30 min)比较图 2.3 可以看出，60 min 热解炭与 30 min 热解炭的 FTIR 谱图基本相似。但是 350 ℃60 min 热解炭的谱图与其他热解炭谱图明显有差异，其差异可能与热解温度有关。安增莉[53]等研究表明，热解炭表面的酸性极性基团含量随着热解温度升高逐渐减少，碱性疏水性基团却逐渐增加，酸性基团减少的数目大于碱性基团增长，因此表面官能团总量随温度升高而减少，与图 2.4 pH 的研究结果相符。但由图 2.3 可见，650 ℃60 min 的谱图在原 1030 cm-1和 1470 cm-1处的峰向左偏移，相对位置接近于1100 cm-1和 1550 cm-1。这两处峰范围的代表基团分别为芳香烃 C-H 键面内弯曲振动峰和芳香烃 C-C 键伸缩振动峰。研究发现，红外光谱峰由低波数段向高波数段的偏移，可能受热解炭中重金属含量变化的影响。2.3.3.2 工业分析和元素分析表 2.1 给出了不同热解条件下制备所得热解炭和原污泥的元素组成，其中热解温
【参考文献】：
期刊论文
[1]生物炭对Cd污染土壤的修复效果与机理[J]. 陈昱,钱云,梁媛,施维林. 环境工程学报. 2017(04)
[2]不同热解温度生物炭对Cd（Ⅱ）的吸附特性[J]. 王震宇,刘国成,Monica Xing,李锋民,郑浩. 环境科学. 2014(12)
[3]花生壳与花生壳生物炭对镉离子吸附性能研究[J]. 程启明,黄青,刘英杰,廖祯妮. 农业环境科学学报. 2014(10)
[4]生物有机肥和生物炭对Cd和Pb污染稻田土壤修复的研究[J]. 马铁铮,马友华,付欢欢,王强,徐露露,聂静茹,于倩倩. 农业资源与环境学报. 2015(01)
[5]玉米秸秆生物炭对Cd2+的吸附特性及影响因素[J]. 徐楠楠,林大松,徐应明,谢忠雷,梁学峰,郭文娟. 农业环境科学学报. 2014(05)
[6]草炭对Cd2+的吸附及其用于Cd污染土壤修复的实验研究[J]. 黄敏,周开来,杨海舟,尹维文,邢林生. 环境污染与防治. 2014(04)
[7]污泥活性炭的表征及其对Cr（Ⅵ）的吸附特性[J]. 张伟,杨柳,蒋海燕,汪彩文,汪爱河,周俊. 环境工程学报. 2014(04)
[8]四种原料热解产生的生物炭对Pb2+和Cd2+的吸附特性研究[J]. 戴静,刘阳生. 北京大学学报(自然科学版). 2013(06)
[9]高比表面生物质炭的制备、表征及吸附性能[J]. 李坤权,李烨,郑正,桑大志. 环境科学. 2013(01)
[10]生物炭理化性质及对土壤改良效果的研究进展[J]. 张千丰,王光华. 土壤与作物. 2012(04)
博士论文
[1]黄土对典型重金属离子吸附解吸特性及机理研究[D]. 王艳.浙江大学 2012
[2]竹炭环境效应及作用机理的研究[D]. 周建斌.南京林业大学 2005
硕士论文
[1]多功能吸附材料—钛锰复合氧化物的制备及砷、铅吸附行为研究[D]. 张伟.中国科学院烟台海岸带研究所 2015
[2]生物炭的化学改性及其对铜的吸附研究[D]. 杨广西.中国科学技术大学 2014
本文编号：3215533
【文章来源】：浙江农林大学浙江省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
海产品加工污泥热重（TG-DTG）分析
图 2.2 不同热解条件下海产品加工污泥热解炭产率Fig.2.2 Effect of pyrolysis temperature and contact time on biochar yiel炭的特征分析 分析3 为热解炭的红外分析图。可见，原污泥、30 min 不同温度热解炭的傅立叶变换红外光谱图(FTIR)基本相似。说明热解炭似的。1030 cm-1处的强峰是 C-O-C 或 C-N 伸缩振动峰；147动峰；1550~1725 cm-1处的宽而弱的峰说明有 C=C 或 Cm-1处出现-CH2-或-CH3的 C-H 伸缩振动峰；3400 cm-1处宽白质中氨基的伸缩振动吸收峰。热解炭与原污泥相比，在 155m-1处峰强度减弱，特别是高温热解炭，说明热解反应在一 C=C 或 C=O、-CH2-或-CH3等官能团的物质。H.Lutz[51]的实验的原因，其研究结果与 FTIR 谱图分析相一致：原污泥中的
（a）30min （b）60min图 2.3 不同热解温度热解炭和原污泥的 FTIR 图Fig.2.3 Analysis of FTIR spectra (30 min)比较图 2.3 可以看出，60 min 热解炭与 30 min 热解炭的 FTIR 谱图基本相似。但是 350 ℃60 min 热解炭的谱图与其他热解炭谱图明显有差异，其差异可能与热解温度有关。安增莉[53]等研究表明，热解炭表面的酸性极性基团含量随着热解温度升高逐渐减少，碱性疏水性基团却逐渐增加，酸性基团减少的数目大于碱性基团增长，因此表面官能团总量随温度升高而减少，与图 2.4 pH 的研究结果相符。但由图 2.3 可见，650 ℃60 min 的谱图在原 1030 cm-1和 1470 cm-1处的峰向左偏移，相对位置接近于1100 cm-1和 1550 cm-1。这两处峰范围的代表基团分别为芳香烃 C-H 键面内弯曲振动峰和芳香烃 C-C 键伸缩振动峰。研究发现，红外光谱峰由低波数段向高波数段的偏移，可能受热解炭中重金属含量变化的影响。2.3.3.2 工业分析和元素分析表 2.1 给出了不同热解条件下制备所得热解炭和原污泥的元素组成，其中热解温
【参考文献】：
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[1]生物炭对Cd污染土壤的修复效果与机理[J]. 陈昱,钱云,梁媛,施维林. 环境工程学报. 2017(04)
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[3]花生壳与花生壳生物炭对镉离子吸附性能研究[J]. 程启明,黄青,刘英杰,廖祯妮. 农业环境科学学报. 2014(10)
[4]生物有机肥和生物炭对Cd和Pb污染稻田土壤修复的研究[J]. 马铁铮,马友华,付欢欢,王强,徐露露,聂静茹,于倩倩. 农业资源与环境学报. 2015(01)
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[7]污泥活性炭的表征及其对Cr（Ⅵ）的吸附特性[J]. 张伟,杨柳,蒋海燕,汪彩文,汪爱河,周俊. 环境工程学报. 2014(04)
[8]四种原料热解产生的生物炭对Pb2+和Cd2+的吸附特性研究[J]. 戴静,刘阳生. 北京大学学报(自然科学版). 2013(06)
[9]高比表面生物质炭的制备、表征及吸附性能[J]. 李坤权,李烨,郑正,桑大志. 环境科学. 2013(01)
[10]生物炭理化性质及对土壤改良效果的研究进展[J]. 张千丰,王光华. 土壤与作物. 2012(04)
博士论文
[1]黄土对典型重金属离子吸附解吸特性及机理研究[D]. 王艳.浙江大学 2012
[2]竹炭环境效应及作用机理的研究[D]. 周建斌.南京林业大学 2005
硕士论文
[1]多功能吸附材料—钛锰复合氧化物的制备及砷、铅吸附行为研究[D]. 张伟.中国科学院烟台海岸带研究所 2015
[2]生物炭的化学改性及其对铜的吸附研究[D]. 杨广西.中国科学技术大学 2014
本文编号：3215533
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