摘要:污泥炭化技术是污泥资源化处置的研究热点之一。通过中国期刊全文数据库和WebofScience核心合集数据库,对年—年发表的关于污泥基生物炭的文献进行检索与综述分析。详细分析了污泥基生物炭研究的年度发文量和研究热点,讨论了现有制备技术的优缺点及未来发展趋势,同时,结合污泥基生物炭的理化性质特征,探讨其在污染物固定、土壤改良及延缓气候变化等领域应用的研究现状。
关键词:污泥基生物炭研究热点制备技术环境应用
随着经济的持续快速发展,我国城市污水处理量不断提升,导致污泥产量与日俱增。截至年底,全国城市污泥产量突破万t(干重),并将以约10%的速度逐年增加。然而由于长期以来存在的“重水轻泥”现象,我国约80%的污泥并未得到科学有效的处置。当前,我国污泥处置的主要方式包括填埋法、焚烧法和堆肥法等。在城市中,由于土地资源的限制,填埋法和堆肥法在污泥处理中的占比逐渐降低;焚烧法虽然实现了污泥的减量化处置,但污泥的高含水率使其耗能成本高,且燃烧产物可能导致空气二次污染。污泥处置成为“无废城市”建设面临的重要问题之一,实现由“被消灭”向“被利用”的理念转变,是城市污泥处置技术未来的发展方向。
近年来,将污泥隔绝空气,进行无氧热解制备生物炭的技术开始受到学者青睐。污泥热解的产物(生物炭、热解焦油和热解气等)均具有多重利用价值,实现了污泥的“资源化”利用。其中,生物炭比表面积大、表面基团丰富且氮、磷、钾等元素含量高,是良好的环境修复材料,并可为植物生长提供一定的养分;热解焦油和热解气具有一定的可燃性,可作为潜在能源。热解使污泥中难以被分离和去除的持久性有机污染物和抗生素等有机成分被完全热解,无氧环境则极大程度减少了氮氧化物、硫氧化物的生成,重金属则被生成的生物炭牢牢吸附固定,从而实现污泥的“无害化”处置。年7月,国家发展改革委、住房城乡建设部联合发布《城镇生活污水处理设施补短板强弱项实施方案》,明确提出“加快推进污泥无害化处置和资源化利用”。
为全面了解污泥基生物炭的发展趋势与研究热点,本文对中国期刊全文数据库和WebofScience数据库近20年(年—年)收录的污泥基生物炭的相关研究进行了文献统计与分析。本文着重讨论污泥基生物炭的年度发文量、研究热点、制备技术与主要特征,以期为相关研究者提供理论参考,为推动污泥资源化利用助力。
01污泥基生物炭的发文量
发文量及其年变化趋势不仅反映了科研工作者对本领域研究的