FESE 前沿研讨:絮凝污泥资源化收回使用于超级电容器制备
来源:安博官方客服 发布时间:2024-10-08 21:40:39跟着城市化进程及工业展开的加速,城市污水及工业废水的处理率逐年添加,其间絮凝进程为处理厂发生污泥的首要工序,因而絮凝污泥的产值也飞速添加。据调研,2015年我国已建的污水处理厂3000多座,发生污泥4000万吨(含水率为80%),其间53%的污泥未得到必定作用安全处理。在工业生产进程中,发生的絮凝污泥中成分较为杂乱,如对污泥处置不妥絮凝污泥被排放到自然环境中,不只会给环境带来污染,一起也对人类的身心健康形成影响。传统的污泥处置办法有土地使用、填埋、燃烧等,但仍旧没办法防止污泥处理发生的二次污染。将污泥无害化,资源化循环使用已成为最具使用远景的污泥处置办法之一。因絮凝污泥和其他固体废弃物相似本质上大多数为碳资料,经预处理进程极大或许展现出优异的电化学功能。很多的含碳的固体废弃物经资源化收回后在电化学范畴中有杰出的使用潜力。
本文开发了一种使用絮凝污泥制备多孔通道高导电性碳基电极的简洁办法。通过酸化和高温KOH活化将絮凝污泥转化为多孔炭基复合资料,并使用于电容器范畴,以此来完成对絮凝污泥资源化的收回。通过一系列的物理化学表征手法,调查了不同的预处理进程对絮凝污泥资料的结构和电化学功能的影响。制备的AS-N-3具有较大的比表面积(2588m2/g)和最优孔径散布的三维多孔结构。将预处理的絮凝污泥资料使用于电容器范畴并剖析其储能功能,然后进一步对电化学机理进行深化的探求。合理的多孔结构使AS-N-3具有优异的比电容(1A/g时为287F/g)、杰出的速率容量(10A/g时66.8%的坚持率)和优异的循环稳定性(在超级电容器中循环5000次后的坚持率为93.4%)。
此外,调查了污泥资源化使用办法对环境的影响进行了归纳点评。依据生命周期点评成果可知,与一般污泥处理工艺比较,本文选用的絮凝污泥资源化使用办法可将化石燃料和资源的耗费、对生态环境和人体的毒性影响均下降90%以上。因而该研讨不只为使用絮凝污泥制备高效储能资料供给了远景思路,而且为削减工业废弃物归纳使用对生态环境和人体的影响供给了新的可行办法。
工业废污水处理进程中絮凝污泥的产值大且成分杂乱,为当今环境保护带来了必定的应战。本研讨结合絮凝污泥资源化的需求,将絮凝污泥通过简略的预处理进程,成功将污泥固体废弃物转化为多孔炭基复合资料,并将其作为电极资料使用于电容器中。该研讨标明絮凝污泥具有必定的储能再使用潜力,且此办法环境危险较低,具有进一步可推行潜力。
赵赫,女,中科院进程工程研讨所研讨员、博士生导师,中科院青促会优异会员。首要研讨方向为工业减污降碳,要点展开工业污染转化与别离耦合、跨介质协同防控、减污降碳评价等方面的研讨工作。在EnvironSci&Tech,WaterRes等期刊宣布论文70余篇,以榜首创造人获授权创造专利18项(美国专利1项);获国家技能创造二等奖1项、国家一级学会科技奖4项;兼任Front.Environ.Sci.Eng.和ChineseChem.Lett.期刊青年编委和我国环保产业协会冶金环保专委会副秘书长。
张笛,女,34岁,我国科学院进程工程研讨所2019级环境工程专业博士生,导师为曹宏斌研讨员,研讨方向为工业污染跨介质搬迁转化与低碳减排。
由教育部主管、高等教育出书社主办的《前沿》(Frontiers)系列英文学术期刊,于2006年正式创刊,以网络版和印刷版向全球发行。系列期刊包含基础科学、生命科学、工程技能和人文社会科学四个主题,是我国掩盖学科最广泛的英文学术期刊群,其间13种被SCI录入,其他也被A&HCI、Ei、MEDLINE或相应学科世界威望检索系统录入,具有必定的世界学术影响力。系列期刊选用在线优先出书办法,确保文章以最快速度宣布。