水热炭化技术及其在废水处理中的应用研究进展

王森,袁娇娇,易佩,李海龙,马明华

Hydrothermal carbonization technology and its application research progress in wastewater treatment

Sen WANG,Jiaojiao YUAN,Pei YI,Hailong LI,Minghua MA

表2 有关水热炭对水中重金属离子的吸附研究成果

Table 2 Research results on adsorption of heavy metal ions in water by hydrothermal carbon

生物质原料	改性方法	污染物	动力学拟合模型	等温线拟合模型	吸附性能	吸附机理	参考文献
秸秆	—	Pb²⁺	拟二级动力学模型	Langmuir模型	理论最大吸附量可达214.16 mg/g	络合反应为主的化学吸附	〔33〕
活性污泥	—	Cd²⁺、Pb²⁺	拟二级动力学模型	Langmuir模型	吸附剂适当投加量下的Cd²⁺和Pb²⁺去除率均接近100%	还原和离子配位的化学吸附，同时还存在物理吸附	〔34〕
脱水泥饼	KOH活化改性	Cu²⁺、Cd²⁺	Lagergren伪二级动力学模型	Langmuir/Freundlich模型	饱和吸附量分别为49.89、2.04 mg/g	污泥水热炭表面含有以羧基为代表的含氧官能团，对Cu²⁺和Cd²⁺的吸附主要以化学吸附为主	〔15〕
桉树木屑	低浓度KOH改性	Cr⁶⁺	拟二级动力学模型	Freundlich模型	Cr⁶⁺的最高吸附量为45.88 mg/g	静电吸引、络合	〔21〕
橘子皮	磁性纳米材料改性	Pb²⁺	拟二级动力学模型	Langmuir模型	吸附去除率可达到93.88%，吸附量可达到46.94 mg/g	化学吸附	〔35〕
松木屑	不同浓度磷酸二氢铵	Cr⁶⁺	拟二级动力学模型	Langmuir模型	5%磷酸二氢铵改性水热炭单位吸附量最高	表面含有更多的含氮官能团，吸附过程为化学吸附	〔36〕
麦秆	微生物陈化	Cd²⁺	拟二级动力学模型	Langmuir模型	微生物陈化的水热炭显著提升了对Cd²⁺的吸附	π键配位	〔37〕
甘蔗渣	以磷酸为水热溶剂	Cr⁶⁺	拟二级动力学模型	Langmuir模型	去除率为95.3%，最大吸附量为5.171 mg/g	新增了官能团，以化学吸附为主	〔38〕
甘蔗渣	分别以草酸和硫酸为介质水热炭化	Cr⁶⁺	—	Langmuir模型	硫酸条件下的蔗渣基水热炭对Cr⁶⁺去除效果较好，最高去除率达到99.8%	吸附过程主要为化学吸附	〔39〕
柚子皮	磷酸和醋酸为反应介质	Pb²⁺、Cr⁶⁺、Cd²⁺、Cu²⁺	—	—	对Pb²⁺、Cr⁶⁺的吸附效果最好，最高吸附量分别为20.11、19.38 mg/g	化学吸附	〔40〕
稻壳	生物炭与Fe³⁺、Fe²⁺溶液浸渍后水热合成	Pb²⁺、U⁶⁺	拟二级动力学模型	Langmuir模型	吸附量分别可达到129、118 mg/g	对Pb²⁺的吸附主要是物理吸附，而对U⁶⁺的吸附主要是化学吸附	〔41〕