赤泥是鋁冶煉工業(yè)中產(chǎn)生的一種堿性工業(yè)固體廢物；玉米秸稈是一種農(nóng)業(yè)固體廢物，課題組將二者混合熱解，制備出一種新型功能生物炭復(fù)合材料。研究發(fā)現(xiàn)，玉米秸稈上產(chǎn)生的多孔結(jié)構(gòu)，使功能生物炭復(fù)合材料具有去除酸性印染廢水中染料的能力。

記者獲悉，該院研究員利用固體廢物赤泥和玉米秸稈研制出一種新型功能化生物炭，并將其應(yīng)用于酸性印染廢水的治理工作。

“這完全是課題組的一個突發(fā)奇想，把堿性廢物和酸性污染物放在一起，既去除了污染，又中和了二者的酸堿性。”相關(guān)研究人員向記者解釋道，赤泥是鋁冶煉工業(yè)中產(chǎn)生的一種堿性工業(yè)固體廢物。

“針對這兩種常見的固體廢物，我們課題組采用二者混合熱解的方法，制備出一種新型功能生物炭復(fù)合材料，并將其應(yīng)用于酸性印染廢水的處理。”研究人員表示，制備過程中的熱解溫度“很關(guān)鍵”?！罢n題組在實(shí)驗(yàn)室里對其結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變機(jī)理進(jìn)行了研究，充分表征了不同熱解溫度下功能復(fù)合材料制備過程中形貌和組成的變化，以及熱解過程中氣態(tài)產(chǎn)物的變化?！毖芯咳藛T說，通過研究發(fā)現(xiàn)，在玉米秸稈上產(chǎn)生的多孔結(jié)構(gòu)，使功能生物炭復(fù)合材料具有去除水中染料的能力。此外，在約700℃的赤泥中，碳酸鈣分解生成了氧化鈣，這就表明功能生物炭復(fù)合材料可用于中和酸性廢水。

“通過進(jìn)一步的研究，我們確認(rèn)了功能生物炭復(fù)合材料在處理酸性染料廢水中表現(xiàn)出了良好的性能?！毖芯咳藛T說，此外，這種功能生物炭復(fù)合材料還具有磁性，這是因?yàn)樵诟邷責(zé)峤鈼l件下，玉米秸稈產(chǎn)生的還原性氣體將赤泥中的鐵氧化物還原為帶有磁性的單質(zhì)鐵。

“我們把這種功能生物炭復(fù)合材料簡稱為生物炭。”研究人員解釋道，生物炭不但可吸附印染廢水中的染料，同時由于其本身具有磁性，使用完畢后可進(jìn)行磁回收，避免了對環(huán)境的二次污染。此外，該材料還有較強(qiáng)的堿性，在處理酸性印染廢水的過程中，既可中和廢水的酸性，又可消除材料本身的堿性。

研究人員表示，熱解法制備生物炭的操作過程簡單、成本低廉，只需一步就可以直接完成。而且制備時間短，主體材料制備過程僅為3個小時左右?！拔覀兊闹苽浞椒ㄋ玫脑O(shè)備也很簡單、成本不高，中間僅需要極少的人力成本投入。由于我們的原料來源是固體廢物，原料成本僅僅為材料的運(yùn)輸成本，所以整體成本僅為2500—3500元/噸?！?/span>

“與其他的酸性染料廢水處理方式相比，我們使用固體廢物制備的生物炭能保證廢水處理效果，并且將固體廢物變廢為寶，既解決了其堆放導(dǎo)致的環(huán)境問題，又創(chuàng)造了一定的經(jīng)濟(jì)收益,實(shí)現(xiàn)了固體廢物回收與酸性染料廢水處理的雙贏?！毖芯咳藛T說：“未來，我們將對該生物炭集中進(jìn)行兩個方向的探索：一是探索該材料更加廣闊的應(yīng)用場景。二是對處理后的廢舊污泥進(jìn)行開發(fā)與應(yīng)用?！毖芯咳藛T說。