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废弃生物质水热炭化技术及其产物在废水处理中的应用进展

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北极星水处理网讯:摘要：生物质炭化技术是生物质资源化利用的新兴技术。它主要是将生物质通过炭化固定为稳定态的炭,从而形成新型的生物质炭产品。简要介绍了生物质炭化技术,重点介绍了农林废弃物、餐厨垃圾、畜禽粪便、剩余污泥等含水率较高的废弃生物质水热炭化制备生物质炭的研究进展,并探讨了水热生物质炭在含有机物、重金属及阴离子的废水处理中的应用,展望了生物质水热炭化技术的前景。

关键词：水热炭化技术;废弃生物质;生物质炭;废水处理;吸附;

生物质（bio *** ss）泛指任何可再生的或可循环的有机物质，包括所有的动植物、微生物及其进行生命活动产生的所有有机物质<1>。由于当前能源短缺、环境污染形势严峻，生物质的高效、循环、合理利用已成为世界各国构建低碳型经济及社会体系的首选途径。我国废弃生物质资源极为丰富，每年农作物秸秆产量约7亿t，蔬菜废弃物约1亿~1.5亿t，城乡生活垃圾和人类粪便约2.5亿t，禽畜粪便约3亿t，林业废弃物约3700万t<2-3>。而且随着城市化的发展，我国的污水处理设施逐渐普及，剩余污泥产量大幅度增加，截止到2017年，我国的湿污泥年产量已达4000万t（含水率80%），折合成干污泥也有800万t<4>。但目前我国对废弃生物质的利用率相当低，这不但造成生物质资源的严重浪费，还加剧了对环境的污染或潜在污染。随着科技的发展，大力开发高效、低碳、环保的废弃生物质处理技术，充分利用贮存在生物质中的生物质能，对于缓解能源紧张、生态失衡、环境污染等问题所带来的压力具有重要意义。

生物质炭化技术是生物质资源化利用的新兴技术。它主要是将生物质炭化并以稳定态炭的形式固定下来，从而形成新型的生物质炭产品<5>。水热炭化技术最早可追溯到19世纪初，从研究煤的形成机理开始。1913年，德国化学家Bergius等在 *** ~310℃的水热条件下对纤维素进行炭化，得到一种黑色炭样，其O/C原子个数比相对于原料有较大程度的下降。随后有研究者将水热炭化的原料由纤维素扩大到其它生物质材料，对水热炭化技术进行了 *** 研究。生物质的水热炭化可加速生物质与水介质之间的物理化学反应，促进离子与酸/碱的反应，分解生物质中的碳水化合物结构，最终形成生物质炭材料并析出。将水热炭化技术应用于废弃生物质的处理，不仅能应对废弃生物质污染环境的问题，达到废弃生物质减量化、无害化、稳定化的目的，还可以改变生物质的内部结构和表面化学 *** 质，通过环境友好的 *** 将低值废弃生物质实现高附加值再利用，缓解了对其它碳材料的巨大需求，具有十分广阔的应用前景。作者简要介绍了生物质炭化技术，重点介绍了废弃生物质水热炭化技术的研究进展，探讨了水热生物质炭在废水处理领域的应用，并展望了生物质水热炭化技术的前景，为废弃生物质变废为宝、减轻和消除环境污染隐患提供新的思路。

1 生物质炭化技术

1.1 生物质的转化

生物质转化利用途径主要有3类，即生物转换、物理转化和化学转化，比如生物质堆肥、直接燃烧、发酵制沼气、热化学转化制备柴油、乙醇燃料以及生物质炭等。直接燃烧生物质利用率较低，堆肥或发酵容易引起沼气泄露及二次污染，所以生物质的热化学转化（图1）成为了当下研究的重点。

国际生物质炭组织（IBI）将生物质炭（bio）标准化定义为“在限氧环境中通过生物质的热化学转化得到的固体物质”<6>。根据加热方式不同，生物质炭制备 *** 分为两种：一种是裂解法，是在较高温度（350~650℃）和隔绝空气条件下将生物质慢速加热反应几小时到几天时间，得到的产物叫裂解生物质炭（pyro-bio）；一种是水热法，是以水为反应介质，将密闭反应器内的生物质低温（150~350℃）加热反应一定时间，得到的产物叫水热生物质炭（hydrother *** l bio），两者的对比见表1。

水热法相比传统裂解法，较为温和，固型生物质炭可通过固液分离获得，对设备要求低；同时大多数新鲜生物质含水率高，水热法炭化无需干燥预处理，一步成炭，更适合于工业应用。生物质炭的制备 *** 不同于活 *** 炭，活 *** 炭是将原材料以及煤等用各种 *** （蒸汽或化学剂）通常在700℃以上<11>活化制备。

生物质炭60%以上的成分是C，除此之外还含有H、O、N、S等元素，以及由这些元素构成的羧基、酚醇羟基、羰基、内酯基等多种可参与化学反应的表面 *** 团<12>。生物质炭的微观结构是由高度扭曲状态的芳香环片层紧密堆积而成<13>，由X-射线测试可知其具有乱层结构<14>。生物质炭具有多孔 *** 的表面，故其比表面积较大，表面能较高<15>，羧基、酚醇羟基、羰基、内酯基等基团使得生物质炭具有良好的吸附 *** 。研究还表明，生物质炭表面电荷密度较高并且电荷多呈负电 *** <16>。生物质炭 *** 质稳定，具有高度芳香化、丰富的孔隙结构、巨大的比表面积和高表面能等特 *** <16>，这些特 *** 不仅在减缓气候变化、改善土壤和增进肥效方 *** 有良好作用，还在修复土壤及废水处理等一系列环境资源化利用领域中具有广阔的应用前景<5>。

1.2 水热炭化技术

水热炭化是以水为介质，将水热反应釜中的生物质在一定温度下反应一定时间后转化为水热生物质炭的过程<17>，其压力为自生压力。水热炭化技术的研究一直停留在液相和气相产物上，而固相产物通常被摒弃不用。直到21世纪初，Wang等<18>首次利用蔗糖在190℃条件下水热分解制得了粒径均匀、具有良好储能 *** 能的碳球，低温水热炭化法在合成炭质材料领域再度引起研究者的关注。生物质一般含有纤维素、半纤维素、木质素、蛋白质、脂肪、无机盐及低分子糖类等物质，所以生物质水热炭化基本上都要经历两个过程———大分子分解为小分子和小分子重新聚合为大分子，涉及到水解、脱水、脱羧、缩聚及芳香化等步骤<19>。

水解会发生在水热反应的初期阶段，水解所需的活化能较低，而且生物质在脱水过程中将释放出自身1/3的燃烧能，所以相对于裂解法，生物质水热炭化所需的温度更低<20>。另外，水热法炭化的产率也比裂解法要高<21>。表2列出了生物质中各组分在裂解/水热条件下的降解温度<20，22-23>。

水热炭化具有以下优点：以水为介质，可以不添加其它化学 *** 剂，反应过程在密闭条件下进行，不会产生二次污染；反应条件温和且时间短，降解产物少，反应便于控制；不受原料含水率影响，可以省去干燥物料所耗费的巨大费用；由于水热炭化过程中的脱水脱羧是放热反应，可提供一部分能量，从而降低水热反应的能耗；水热炭化的水介质气氛有利于材料表面含氧 *** 团的形成，因此生物质炭具有丰富的表面 *** 团和良好的化学反应活 *** <24>。

2 废弃生物质的水热炭化

随着研究的逐步深入，水热炭化采用的原材料逐渐由结构简单的纯碳水化合物扩展到组成较为复杂的废弃生物质（木屑、稻壳、果皮、虾壳及猪粪等）。我国废弃生物质资源丰富，按其来源可分为3类：城市废弃生物质（如家庭厨余垃圾、餐饮垃圾、城市粪便、城镇污泥等）、农林废弃物（如玉米秸秆、麦秸秆、稻秸秆等）、畜禽粪便。废弃生物质具有经济、数量巨大、可再生等优点。水热炭化无需干燥原料，是废弃生物质资源化利用的首选。影响水热炭化过程、最终产物结构与 *** 质以及其利用途径的因素有很多，如废弃生物质原料的种类、组成与结构，反应催化剂的选择，反应温度、时间等。因此，针对不同废弃生物质，尤其是含水率高的生物质，在不同条件下进行水热炭化研究具有重要意义。根据原料的来源不同，可将废弃生物质水热炭化分为以下几类：

2.1 农林废弃物的水热炭化

我国是一个农业大国，农林废弃物主要有：在农林生产、流通及加工过程中产生的有机废弃物（作物秸秆、残茬、树木枝等），农贸市场和水果市场产生的废弃物或丢弃果蔬等有机垃圾，以及农林产品加工过程中的农林产品垃圾等<25>。农林废弃物生物质主要由纤维素、半纤维素、木质素和少量的其它物质与灰分构成。纤维素、半纤维素、木质素是植物细胞壁的主要成分，约占生物质总干重的90%<26>。水热炭化条件下可溶 *** 碳水化合物溶解，而植物体原有的碳骨架构造被保留，从而得到一种多孔结构的产物。植物中纤维素和半纤维素占较大部分，木质素含量较少，且纤维素和半纤维素在水热条件下炭化温度一般在220℃，而木质素芳醚键的断裂温度在300℃以上，需耗费较多能量。因此，通过控制反应温度、反应时间等条件，可以将生物质中的木质素和纤维素分步炭化，以便节约能耗。Ku *** r等<26>利用两步水热法，先将温度控制在220℃反应40min，使木质素与纤维素、半纤维素分离，获得纤维素和半纤维素的炭产品，然后将分离出的液体产物进一步在300℃下炭化，得到木质素的炭产品。

常见的农林废弃物如玉米秸秆、稻草、花生壳等被广泛用于制备生物质炭。现在人们还在不断开发各种农林资源用于生物质的转化研究。研究表明，棕榈壳<27>、桉树皮<28>、橄榄渣<29>、水葫芦<30>等不同原材料水热炭化制备的生物质炭，随反应温度的升高和反应时间的延长，其碳和灰分含量、芳香C-C和C-H *** 团含量增加，而O含量和比表面积则随反应温度升高而降低，反应温度在水热转化中占主导因素。孙克静等<10>研究了几种不同农林废弃物制备水热生物质炭，发现水热木屑生物质炭更适于作为吸附剂使用。Yu等<31>以不同炭化方式处理果壳废弃物，对比了所得产物的产率及热值。结果发现，300℃水热生物质炭的产率（31.4%）及热值（25.8MJ·kg-1）均高于600℃裂解生物质炭的产率（27.8%）及热值（22.0MJ·kg-1），因此推测相比于高温裂解法，低温水热法更有利于废弃生物质的炭化。

催化剂在水热反应中具有重要的作用，使用金属离子等催化剂，不仅可以加快水热炭化的速度，还可以改善产物的结构与 *** 质。王栋等<32>在玉米芯水热炭化过程中添加氯化铝和氯化锌，在较低的温度下即可生成碳含量较高（44.26%~63.72%）且呈球形结构的生物质炭，推测是由于生物质中的含氧基团可与铝离子和锌离子发生作用，O-H、C-O等结构被 *** ，从而促进水热炭化过程。罗光恩等<33>以水葫芦和水浮莲为研究对象，在无添加额外水的反应釜中考察了反应温度（150~280℃）和反应时间（0~60min）等水热条件的影响。结果表明，两种生物质在更高温度和最长反应时间内获得的固体产量并不是最小的，这主要是因为在水热反应中，不仅存在大分子物质的降解转化，同时还存在合成等副反应。某些降解反应中形成的产物，在较高温度或较长反应时间下可以通过一系列副反应形成不溶于水的物质，故而固体产物的质量又稍有增加。曾淦宁等<34>以铜藻为原料，固液比为1∶4，在180℃下水热反应2h制备生物质炭，产率为51.4%，比表面积为26.6m2·g-1，与裂解法相比，水热法制备的铜藻基生物质炭表面含氧、含氮 *** 团含量更丰富，这些 *** 团的存在使得其亲水 *** 更强，同时水热生物质炭的灰分含量更低，碳回收率和产率更高。Sevilla等<35>利用含氮丰富的微藻，在180℃下水热反应24h制得了含氮量在0.7%~2.7%的微米球结构生物质炭，经过KOH活化后比表面积达到1800~2200m2·g-1。

农林废弃物中的水生生物质具有来源广泛、含水率高、不占用农业用地、生长周期短、产量高、预处理成本低等优点，被认为是最适宜采用水热法制备生物质炭的废弃生物质原料，是未来生物质利用的重心。

2.2 餐厨垃圾的水热炭化

餐厨垃圾广义上包含两类：厨余垃圾（简称“厨余”）主要包括家庭日常生活中丢弃的果皮菜叶、剩菜剩饭等易腐烂的有机垃圾，含水率通常在60%~80%；餐饮垃圾（俗称“泔水”）主要以餐饮行业以及学校、机关、宾馆等公共食堂产生的剩余物及后厨加工过程中产生的废弃物为主，含水率一般大于80%。餐厨垃圾除含水率较高外，还含有丰富的碳水化合物（淀粉、纤维素和半纤维素）、木质素、蛋白质、脂肪以及氮磷钾钙等营养元素<36>。与农林废弃物不同的是，餐厨垃圾污染 *** 严重，如果未经合理有效地处理，牲畜接触到腐烂变质后的餐厨垃圾可能会诱发疾病，通过食物链的富集及传递，会给人类带来危害；另外产生的垃圾渗滤液散发恶臭气味，滋生蚊蝇，污染大气环境，并通过地表径流和渗透等作用污染地表水和地下水。由于餐厨垃圾具有含水率较高的特点，比较适合用水热法进行炭化。水热炭化不仅可以实现餐厨垃圾的资源化利用，还可以减少其带来的污染。

等<37>对餐后剩菜、土豆、奶油和生洋葱等进行了水热处理，并对产物的稳定 *** 、热值及是否产生有害副产物进行了考察。结果显示，水热炭化产物碳含量丰富（>63%）且具有较高热值（>24MJ·kg-1），以奶油为原料制备的生物质炭其热值高达31.75MJ·kg-1，且无有害副产物产生。吴倩芳等<38>以餐厨垃圾为原料，通过添加铁盐水热炭化制备了复合生物质炭材料，研究表明，添加三价铁盐有利于餐厨垃圾水解，形成更多规则微米球结构。由于餐厨垃圾中含有大量的多糖和蛋白质等高分子有机物，其降解炭化条件苛刻，速度缓慢，成为了炭化过程的主要 *** 条件。Kaushik等<39>以糖酶和蛋白酶对餐厨垃圾进行预处理，然后采用水热法制备生物质炭，有效提高了生物质炭的产量，在糖酶与蛋白酶比例为1∶2时，生物质炭碳含量达到65.4%，热值为26.8MJ·kg-1。

Li等<40>采用水热法对宾馆采集来的食物残渣（包括除去骨头的纯食物残渣以及包装盒材料纸、塑料等）在不同温度下进行炭化处理。经过96h的水热炭化处理，产物的碳回收率均大于70%，而且相对于温度来说，固液比对碳在固液相中的分布影响更大。并且由于包装材料保存的能量较低，随着包装材料比例的增大，得到的炭化产物的热值会减小。

由于餐厨垃圾含水率高、易腐烂变质，处理固体废弃物的传统方式（填埋、 *** 等）并不适用于餐厨垃圾，因此，寻找高效环保的餐厨垃圾处理方式成为了当前的重要任务。餐厨垃圾的水热炭化转化，一方面长时间的水热处理，灭菌较彻底；另一方面，整个过程在密闭条件下进行，可避免二次污染，环境效益高。目前，该技术尚处于研究阶段，研究重点是其产物的热值，对于餐厨垃圾的水热炭化转化后运输成本的降低，以及处理过程中营养物质的回收等方面研究较少。

2.3畜禽粪便的水热炭化

随着中国畜禽生产的快速增长，至2012年，中国畜禽粪便产量据估算已超过3×109t（鲜重）<41>。对于畜禽粪便的传统处理方式是收集还田，但是相比秸秆等农林废弃物，畜禽粪便养分含量高，成分比较复杂，除了含有氮、磷、蛋白质、脂肪、重金属等成分外，还可能含有抗生素等 *** 物成分，因此对环境及人类健康的危害也更严重。目前，畜禽粪便的炭化多采用热裂解法。张鹏等<42>以猪粪为原料在350℃和700℃下进行热裂解，制得了生物质炭。但是热裂解除了要干燥预处理外，反应过程中也会产生有害气体，因此水热炭化法相对来说是极具潜力的安全处置与资源化利用畜禽粪便的技术措施之一。张进红等<43>采用液固比为3∶1的鸡粪在190℃和260℃下进行水热炭化处理1~12h，更高炭产率达到56%。研究发现，随着温度的升高，水热时间的延长，生物质炭的pH值提高了0.56~1.54个单位，C含量提高了5%~26%，但O含量降低了26%~65%，H含量也降低了9%~18%，

相应的H/C和O/C原子比值分别降低13%和29%以上，表面电荷、比表面积和孔容也相对降低。Hei-l *** nn等<44>以家禽、猪和牛的粪便为原料在200~260℃下通过水热法制备生物质炭，其产率为50%~60%，热值为28~31.58MJ·kg-1，与高端次烟煤的热值相当。

将畜禽粪便水热炭化，不仅可以实现畜禽粪便的安全处置及资源化利用，还可以减少其对周边环境的污染，其产物可用于吸附水中的污染物或作为土壤调节剂，被视为绿色农业发展的重要举措之一。

2.4 剩余污泥的水热炭化

剩余污泥是污水处理的副产物，易腐烂、有恶臭，是各种污染物的 *** 体，若处置不当，极易对土壤和地下水造成二次污染。由于我国城市化进程持续加快，剩余污泥产量预计年均增长10%左右<45>。城市剩余污泥的生物可利用 *** 较差，含水率高达99%以上，其中大多为细胞束缚水，用常规的 *** 很难脱除，脱水后含水率也通常高于70%<46>，极大地 *** 了剩余污泥的运输及资源化利用。水热炭化处理一方面很容易 *** 微生物细胞，使剩余污泥中的有机物水解，随着水热反应温度的升高和压力的增大，颗粒间碰撞增多导致胶体结构 *** ，实现固形物和液体分开<47>。随着水热炭化的进行，炭产物的含水率降低，碳含量及热值显著增加，还降低了工艺成本，且便于储存、运输和进一步处理，从而实现了剩余污泥的减量化、资源化、无害化和稳定化。而且，污泥生物质炭如果不再生，可以考虑 *** 以固化其中的重金属，因此近年来剩余污泥的水热炭化处理成为了研究的热点，并被认为是剩余污泥安全处置与资源化利用的重要技术之一<48>。

Lu等<49>将市政污泥在220℃、24MPa水热反应30min，热值提高了6.4~9.0倍，说明低温在一定程度上有利于固态炭的形成。另外，Zhang等<50>报道了延长水热反应时间同样可以提高生物质炭的产量。赵丹等<51>分别采用高温（HTP）、低温（LTP）热裂解法和水热炭化法（HTC）对生活污水处理厂的剩余污泥进行处理。结果显示，污泥生物质炭产率为LTP>HTC>HTP，而能耗为HTP>LTP>HTC。研究还发现，裂解生物质炭和水热生物质炭在元素含量及结构 *** 质上有较大区别，裂解生物质炭含有较多芳香 *** *** 团，且其芳香 *** 随温度升高而升高，而水热生物质炭具有较大的极 *** 。水热生物质炭基本偏酸 *** ，裂解生物质炭呈碱 *** ，酸 *** 环境更有利于对重金属的吸附和活化作用。王定美等<9>分别以市政污泥和印染污泥为原料，在不同水热温度下制备生物质炭，结果发现，市政污泥的水热炭化主要为脱羧，而印染污泥的水热炭化则以脱水为主，两种生物质炭的碳含量和炭产率随着水热温度升高均有所下降，市政污泥生物质炭的碳固定 *** 能明显优于印染污泥。

由于污泥中含有大量重金属，通过水热处理得到的水热生物质炭中也会含有重金属，而且重金属含量会随着反应条件的变化而变化。Shi等<52>发现水热生物质炭中的重金属含量会随着反应温度的升高而增加，而它们的可交换和酸溶解态（F1）、可还原态（F2）、可氧化态（F3）部分均减少，除了Cd以外的重金属残渣含量均有所增加。同时，由于水热生物质炭对重金属的吸附能力比较强，如果对城市污泥进行水热炭化处理时加入稻壳，则生物质炭中的重金属含量会相对提高<53>。

由于水热炭化的原料无需提前干燥，因此剩余污泥的含水率没有成为其 *** 因素，通过水热法将剩余污泥炭化，不仅可以实现剩余污泥的无害化、减量化和资源化，同时可将剩余污泥中有机质的碳源固定，可有效解决剩余污泥可利用 *** 差的问题。此法在国内外研究中尚属起步阶段，还需更加深入的研究。

3 水热生物质炭在废水处理中的应用

目前不管是裂解法还是水热法制备的生物质炭多用于燃料能源、土壤修复和炭的固定等。由于生物质炭具有高比表面积和发达的孔隙结构，并且其表面含有丰富的氧 *** 团和芳族化合物，因此生物质炭不仅是一种能源物质，同时还具备吸附剂的 *** 能，如果将生物质炭的双重 *** 能应用于废水的处理，富集有机物、氮、磷后的炭材料能够直接转化为能源，可达到废水处理和有机污染物循环利用的双重效果。因此，探索廉价高效的生物质炭水处理吸附剂，将水中污染物浓缩富集并加以资源化利用，实现废水及其碳氢资源循环利用将是生物质炭未来重点的发展方向之一。

目前水处理中常用的吸附剂有活 *** 炭、氧化铝和其它活 *** 无机氧化物及树脂等，虽然其中一些已被证明具有相当好的吸附 *** ，但由于其较高的制备成本和严苛的制备条件， *** 了它们在实际中的应用。相比之下，制备水热生物质炭的原料来源丰富，制备条件温和，能耗低，产物具备发达的孔隙结构，且表面含有丰富的 *** 团和较高的电荷密度，还可以通过表面改 *** 等 *** 处理多种污染物，因此水热生物质炭在废水处理中具有较高的应用潜力。

3.1 含有机物废水

随着工农业的发展，伴生量更大的污染物为有机污染物，有机污染物通常会具有“三致”效应，并且有机物复杂多样，多数难以生物降解，而吸附法具有简单、便利和高效等特点，因此吸附法成为了去除有机污染物的首选 *** 。生物质炭对有机污染物的吸附主要包括表面吸附作用和分配作用<54>。其中分配作用与生物质炭对有机物的固相溶解作用相似，其特点为：吸附等温线呈线 *** 、溶质吸收和非竞争吸附能力较弱，只与有机物的溶解度相关而与生物质炭的比表面积无关<55>，同种生物质炭与不同有机物之间的分配系数与有机物的辛醇-水分配系数相关。生物质炭的表面吸附过程包括物理吸附和化学吸附。物理吸附主要依靠的是生物质炭和有机污染物的分子间引力（范德华力）和静电作用力，且为可逆吸附，其Freundlich吸附等温线呈非线 *** 。化学吸附作用主要是通过化学作用生成化学键（如氢键、π键、配位键及离子偶极键）实现，且是不可逆的。具体何种作用为主要机制，取决于有机污染物与生物质炭的结构及物理化学 *** 质。

由于有机污染物的多样 *** 、生物质炭的复杂 *** ，所以生物质炭对有机污染物的吸附会受到生物质 *** 状（孔隙、比表面积和 *** 团等）、有机物的理化 *** 质（分子大小、疏水 *** 和芳香 *** 等）以及吸附条件等的影响<55>。王依雪<56>采用山核桃壳水热炭化制备生物质炭，更佳水热条件为：水热温度240℃、水热时间4h、填充量81%、固液比1∶10。通过硝酸改 *** 可以提高生物质炭对染料的吸附 *** 能。硝酸改 *** 后的生物质炭虽然比表面积有所减小，但表面含氧 *** 团大大增多，吸附 *** 能得到了显著提高。Jain等<57>采用椰壳水热炭化制得了具有中孔结构的生物质炭，采用strongO2活化可以使表面中孔率达到100%，同时也增加了生物质炭表面的含氧 *** 团，对罗明丹B的吸附量达到714mg·g-1。

目前研究较多的是裂解生物质炭对有机污染物的吸附，水热生物质炭由于其独特而复杂的理化 *** 质，对污染物是否会出现不同的吸附机制或者是协同、拮抗作用机制还未有统一解释。

3.2 含重金属废水

重金属是自然界中常见污染物之一，难以被生物降解，且可通过食物链在植物、动物和 *** 内富集， *** 生物体正常生理代谢活动。即使在非常低的浓度下也会对生态环境、食品安全和 *** 健康构成严重威胁。因此，有效处理重金属废水已成为当前环保领域的一个突出问题<58>。重金属污染主要来源于电镀、电子设备制造、皮革制品、采矿及其它类型的涉重金属企业，各工业部门废水中所含的金属离子如表3所示。

目前，对于重金属污染的修复使用最多的 *** 是高效、节能和可循环利用的吸附法。活 *** 炭是常用的一种吸附剂，然而其再生效率较低，在重金属浓度很低（

化学吸附是指通过形成化学键或生成表面配位化合物等方式进行吸附。 *** 团（羟基、羧基、氨基等）可以与重金属离子发生螯合作用，同时也可以与重金属离子形成离子键、共价键，从而可以有效地吸附去除重金属<67>。水热生物质炭表面负电荷密集并且含有大量的活 *** *** 团，非常有利于对重金属发生化学吸附。

Ku *** r等<26>报道了水热生物质炭对金属离子的吸附效果要明显优于裂解生物质炭，是因为经过水热炭化过程，生物质炭表面可以产生更多的含氧 *** 团。Liu等<68>也证实由松针和稻壳在同样水热条件下制得的生物质炭含有不同量含氧 *** 团，而含有较多含氧 *** 团的松针水热生物质炭对铅的吸附率更高，达到77%。Zuo等<69>以柠檬草为原料，考察了水热生物质炭对Cu2+的去除效果，表面 *** 团对Cu2+的吸附起到关键作用，添加20%的strongO2可以使水热生物质炭表面羧基 *** 团增加，达到更佳吸附效果。

目前，对于水热生物质炭吸附重金属的研究，大多是吸附一种或几种特定的重金属，但实际的废水环境中影响因素复杂多变，多为重金属与多种有机污染物共存的情况，并且还有温度、气候等因素的影响，因此，后续需要研究在更复杂的情况下对重金属污染的治理，将实验与实际情况相结合。

3.3 含阴离子废水

废水中的有害阴离子是除有机物和重金属之外的另一大类污染物，其含量超过可接受水平时，会引起严重的环境和健康问题。如，氟含量过高，会影响 *** 对钙、磷等元素的吸收代谢，使 *** 的生理功能发生紊乱，出现氟骨症、斑齿等一些氟中毒的症状<70>；SO42-虽然没有毒 *** ，但它会使水环境呈酸 *** ，未经处理的SO42-废水直接排入水体后将产生具有恶臭味和腐蚀 *** 的strongS气体，影响水体生态平衡，危害 *** 健康。

这些阴离子可通过吸附、沉淀、反渗透等 *** 去除，其中，由于吸附法的成本较低，去除效果也较好，因此被作为去除废水中阴离子的一种重要 *** 。用于吸附阴离子的多为活 *** 炭、竹炭或滑石等吸附材料，而关于水热生物质炭吸附阴离子的研究报道较少。

Oh等<71>采用水热法，在200℃、600℃、700℃条件下制备桔皮生物质炭用于去除氟，考察了制备温度及溶液pH值对桔皮生物质炭吸附能力的影响。结果表明，pH=2~3.3时，在600~700℃条件下制备的桔皮生物质炭比400℃条件下制备的能吸附更多的氟；在pH=5时，桔皮生物质炭对氟的吸附能力最强；在pH值较低的溶液中其吸附能力较弱。这是由于，在弱酸 *** 条件下，氟离子氧化铝及铁族元素可以形成配合物，而强酸 *** 条件下，已吸附的氟离子会被释放出来。

目前，对于含阴离子废水的吸附研究较少。在未来的研究中，需进一步探讨水热生物质炭吸附材料的改 *** 及其在实际工程中的应用，提高对阴离子的吸附效率，优化 *** 作条件及 *** 能。

结语

作为一种新兴的废弃生物质的处理方式，水热炭化技术具有反应条件温和、装置简单、反应温度低、原料无需干燥等优点，在生物质的处理及资源化利用方面前景广阔。

近年来，国内 *** 绕水热生物质炭的制备、改 *** 及应用等方面进行了大量研究，这为废弃生物质的水热炭化处理及资源化利用提供了重要依据。水热生物质炭已在水污染修复、催化剂、多孔炭材料制备和清洁能源等领域取得了一些应用进展，但仍存在一些问题需进一步研究：（1）废弃生物质成分颇为复杂，各组分炭化所需的温度及时间各不相同，寻找有效的催化剂可促进生物质在低温水热条件下炭化，节约能耗，因此寻找绿色高效的水热催化剂是未来的研究方向之一；（2）将生物质炭应用于废水处理中，对其吸附废水中污染物的机理了解尚不完备，且缺乏大量长期的实验数据支持，因此有待于进一步研究；（3）水热炭化过程中，除生物质炭（固相产物）外，还会有液相（含有糠醛类化合物、有机酸、醛类等组分）及气相产物（CO2、strong、CH4）生成，需进一步探究液相和气相产物的资源化利用及无害化处理；（4）在目前报道中，水热法制备生物质炭多是在实验室完成的，还未普及到大型的工业生产，所以应继续深入研究，尽快实现水热生物质炭的大量、高效、廉价生产。

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做卤肉时，掌握这“14种”辛香料作用！不仅香入骨，而且味道极好

很多人在做菜时都是按照自己心情来的，觉得什么调料家里之后味道好就加什么，其实这种做法是不对的。还有的人甚至觉得，香料加的越多味道就越好，这样的想法就错的更加离谱了。香料其实是一门很深的学问，香料的搭配也是有讲究的，有的辛香料搭配在一起不仅不会有很好的效果，还会 *** 食物本身的味道。

因为香料里面的学问实在太多，今天就先给大家讲讲做卤肉时，到底应该放那些香料，还有这些香料会有什么样的作用。这个配方主要有14中辛香料组成，东西都很常见，人人都能做好这个配方。按照这个配方做出来的卤肉不仅香味能入骨，味道也能进到肉里，非常好吃。

1、八角：非常适合和猪肉搭配在一起，能去除异味，还能够给猪肉提香，让人食欲都会变好。

2. *** ：也是一种大幅度提高香味的辛香料，用过这种这了的卤肉能够真正做到香味入骨入肉。但是一定要控制好用量，用多之后不仅不香反而恶臭。10斤卤水最多放两颗。

3.肉桂：给猪肉提升香味，若你是做卤内脏，特别是非常或者猪心这类型的食材，更好把用量加大1倍到2倍。

4.三奈：味道较为辛辣炝口，也有着掩盖卤水中异味的作用，甚至能把卤水的味道进行矫正，是卤水不可或缺的香料。

5.草果：提香作用非常明显，卤各种肉都不能少的一样香料，不管是猪肉还是 *** 肉。

6.肉豆蔻：肉豆蔻主要是除腥去膻，还有一点点提鲜的效果。

7.陈皮:陈皮就是橘子皮，去除各种异味，提升肉的香味，还能够让肉更快的炖烂，用量可以多一些，没什么副作用。

8.香叶：这也是需要稍微多用一点的香料，提香的作用不用说，去除异味的能力也是非常强的。

9.香菜籽：这个香料带着一股清香味，能够大幅度的提香，去除膻味的能力也是非常强，用量需偏大。

10.砂仁：这个的作用略有不同，它有一点能减弱猪肉的肥腻感，提香味除膻味也是很有作用的。

11.小茴香：这个香料不是去除异味，而是把异味 *** 了，还呢能够很好的提香，用量偏大。

12.香茅草：这个是我非常喜欢的味道，闻起来会有柠檬的清香，增香效果明显，但是用量不可过大，闻着会觉得头晕。

13.白芷：这个香料和白芷一起被人称为君料，能够给肉类食材去除异味，赋予食材足够的香味。

14.白豆蔻：经常和白芷一起搭配使用，两者算是黄金搭档，一起使用去腥增香效果非常好。

卤猪肉：八角6g、 *** 2颗、肉桂5g、三奈3.5g、草果7g、肉豆蔻2颗、陈皮5g、香叶2g、香菜籽2g、砂仁2颗、小茴香2.5g、香茅草0.5g、白芷1g、白豆蔻3颗、10斤水，卤肉5-8斤。

这就是今天分享给大家的配方，喜欢的话大家可以多多点赞收藏，也可以转发给你周围需要的人哦！更多的美食配方会继续分享给大家，关注一下吧~

“驱蚊 *** ”有用吗？疾控专家一一 ***

每到夏天，就是各种防蚊灭蚊大作战。网上热传许多“驱蚊 *** ”，真的有用吗？广州市疾病预防控制中心消杀部何时雨表示，这些防蚊灭蚊小妙招，看起来简单又实用，但真要严谨地论证一番，会发现仅少数有轻微效果，大多不靠谱。最简单粗暴但有效的防蚊灭蚊大招，是釜底抽薪，清理积水！如果家里总会有无法清除的积水，怎么办？何时雨表示，可以用苏云金杆菌、球形芽孢杆菌等生物灭蚊幼剂或灭蚊幼缓释剂。

网传“驱蚊 *** ”靠谱吗？

不靠谱1 肥皂水驱蚊

肥皂水是朋友圈传播广泛的灭蚊妙招之一， *** 是把盛有肥皂水和洗衣粉混合液的脸盆放在窗前，并紧闭门窗。第二天，就会发现蚊子死在盆中。原因是，肥皂的香味可以诱使蚊子产卵，而混合液体又能 *** 蚊卵和成蚊。但弊端是，肥皂水的浓度不好控制。浓度太高，蚊子吸引不过来。浓度太低，则起不到灭蚊的作用，反而容易孳生蚊虫。

不靠谱2 烧桔子皮或熏醋

网传在家里点燃晒干的桔子皮，既可驱蚊，又能使室内空气清新；把煮沸的醋装在盘子里，置于室内，蚊子就会被熏跑。但何时雨表示，这些做法都缺少科学依据，因为这些做法并不能产生具有驱蚊效用的化学成分，倒不如买些正规厂家生产的电热蚊香来得实在。

不靠谱3 喷洒维生素B1

网传直接口服或把维生素B1溶解于水喷洒在皮肤表面可防蚊。原因或许是因为维生素B1有微弱臭味和苦味，喷洒在皮肤表面想让蚊子“退避三舍”。“口服维生素B1驱蚊”的说法，也是基于 *** 能够通过汗液排出这种特殊味道。

但目前科学研究表明，蚊子对气味的喜好与人类不一样，让人觉得反胃的维生素B1，并不会对蚊子产生影响。而且，维生素B1的分子结构非常不稳定，怕热且见光易分解，溶解在水里喷洒的做法，本身就不可靠。

不靠谱4 植物驱蚊

驱蚊草、夜来香，作为“驱蚊植物”在网上热卖，理由是利用这些植物散发出的特殊且浓郁的气味，达到使蚊虫不敢靠近的目的。

研究表明，这类植物分泌的香叶醇、香茅醇、柠檬醛等物质，确实对昆虫有一定的驱避作用。但这些物质平常并不会随便释放出来，只有在受到机械摩擦或昆虫取食等物理损伤时，才会大量释放。就像我们 *** 一把艾蒿，才能闻到浓浓的艾蒿味一样。因此仅靠叶片平时散发出来的气味浓度来驱蚊是远远不够的。

而长久放置于室内，夜来香等所谓的驱蚊植物可能还会对 *** 造成一定危害。因此，如果要在室内摆放，请尽量选择放在通风的阳台或窗口。

不靠谱5 用花露水洗澡

花露水驱蚊是有前提的，只有含避蚊胺成分的“驱蚊花露水”，才能起到驱蚊效果。但即使是含有避蚊胺的花露水，经洗澡水稀释后，防蚊的作用也变得微乎其微。更何况，花露水中还含有酒精、香精等成分，加在洗澡水里可能会导致孩子过敏。（记者林清清 通讯员 沈纪川）

农村一种柠檬味的野草，用它洗头发不输洗发精，不仅能去屑还很香

4种猫咪唯恐不及的气味，你知道吗？

螨虫一般都在什么地方？怎么判断家里有没有螨虫？如何消灭螨虫？

螨虫是一种微小的节肢动物，属于蛛形纲，蜱螨亚纲。它们广泛分布在各种环境中，如家中的地毯、沙发、床铺、枕头等处，特别喜欢潮湿、高温的环境。因此，螨虫的存在可以说是无处不在，尤其是在家居环境中，更是大量存在。

判断家里是否有螨虫，可以从以下几个方面进行：

1、观察生活环境：如果居住的环境阴暗潮湿，那么很可能螨虫已经在你的家中滋生。同时，如果家中养了宠物或鸟类，它们的毛发和皮屑也是螨虫繁殖的温床。

2、检查皮肤状况：螨虫感染 *** 皮肤后可能会导致各种皮肤问题，例如瘙痒、红肿、毛孔粗大等。如果在皮肤上发现这些症状，并且没有其他明显的原因，那么很可能是螨虫在作祟。

3、使用检测工具：现在市面上有一些专门用来检测螨虫的仪器，例如显微镜和检测试纸等。这些工具可以帮助你确认家里是否有螨虫存在。

消灭螨虫的 *** 有很多种，以下是一些常见的除螨 *** ：

1、保持室内清洁干燥：定期清理家中各个角落的灰尘和污垢，保持室内干燥和通风，可以有效减少螨虫的生存环境。

2、勤洗床上用品：床单、被套、枕头等床上用品是螨虫滋生的重灾区。建议每周清洗一次床上用品，并使用高温烘干的方式来 *** 螨虫。

3、定期清洁宠物：宠物毛发和皮屑是螨虫滋生的主要来源之一。因此，定期为宠物洗澡、梳毛和清洁毛发可以有效减少家中的螨虫数量。

4、使用除螨仪：除螨仪通过强大的吸力可以将家中的螨虫和其它的过敏原吸走，同时有些除螨仪还具备紫外线杀菌功能，可以 *** 螨虫。

5、使用防螨袋和防螨贴纸：这些产品可以有效防止螨虫进入家中各个角落，从而减少螨虫的数量。

6、合理使用除螨喷雾：市面上有很多除螨喷雾售卖，这些喷雾的主要成分是香茅、薰衣草等精油，这些精油具有除菌和驱蚊作用，同时对人类和宠物都没有任何危害。

总之，要消灭家中的螨虫，需要采取多种 *** 相结合的方式。保持室内清洁干燥、勤洗床上用品、定期清洁宠物、使用除螨仪、使用防螨袋和防螨贴纸、合理使用除螨喷雾等多种 *** 都可以帮助你消灭家中的螨虫。

最不适合养室内的花草，你还在养吗？赶紧通通换掉！

在室内养上几盆花花草草，不仅可以美化环境，还能净化空气。但是不是所有花草都适合摆在室内，有些花草的外表下是数不清的健康隐患...以下六种不能养在家里的鲜花。

非常不能养在室内的鲜花

1、 *** 花

它的 *** 主要集中在花朵上，尤其是 *** 和白色花朵的 *** 花，不幸有其他平时养在家里观赏即可，千万不要轻易出口。

2、风信子

是一种非常常见的冬季花卉，它开发的时候是五彩缤纷的，非常鲜艳，虽然风信子开花漂亮，花朵味道芳香无比，但是确实是一种有毒的花卉，哪怕是闻它的花香，时间久了，头都会发晕，

3、黄花茉莉

它是一种最怕你们的 *** 可以很轻松地爬在院墙，所以很多人喜欢栽培它，可它却是一种 *** 植物，它还有一个不为人知的名字叫做断肠草。我们常常在影视作品中听过这个名字

讲的就是他

4、光棍树

是一种观赏非常高的绿植，他几乎没有什么一片，全部是绿绿的树干，非常有特点，很多人喜欢在自己的办公桌上摆上一盆。可是他却是一种 *** 植物，光棍树掰断以后会流出白色的汁液，这种职业千万碰不得

五、东山湖

它是一种非常漂亮的植物，它的观赏点主要集中在它的伙食上面，让他结果以后满树的果子红彤彤的，非常漂亮，这种植物在农村地区栽培的最多，但是千万不可以采摘它的果子来吃，因为它的果子含有 *** ，服食有可能致命，最后一种只要不服食一般不会造成危险。

5、带刺的花草

仙人掌虽然净化空气效果不错，但其表面密布的刺会不经意伤害到人，若家中有行动不便的老人或是不懂事的孩子，更好不要养。

此外，刺梅等也有锋利的刺，茎叶含有 *** ，也不要养。

家里可以养一些薄荷、柠檬草、吊兰、富贵竹、虎尾兰等植物，其挥发 *** 物质不但没有危害，还有净化空气的作用。

夏季驱蚊难？这六种植物精油味道，比蚊香管用100倍

精油可以驱散蚊虫这件事情，千真万确啦。

精油由植物萃取而成，而植物在自然界的一大天敌，就是各种蚊虫了，为了自己更好的生存和繁衍，植物们会想尽各种办法来对付这些天敌。所以即便幻化成了精油，植物驱蚊杀虫的天 *** ，依然得到了保留。

精油驱蚊相比于其他驱蚊虫产品，更大的好处就是无毒无害天然纯正品质了。不仅不会有难闻的气味，对健康也无任何危害，特别适合有小宝宝的家庭哦。原理很简单，利用蚊子讨厌的精油味道，使它们跑得远远的，不敢进入我们活动的范围。

最后，在给大家科普一下几种常用植物精油，同时也是精油驱蚊效果更好的。

1、柠檬草精油

柠檬草精油又叫香茅精油，这种精油是从香茅中萃取获得，有类似柑橘的香气，香茅是一种传统的驱蚊防蚊植物，因此这种从它身上提炼出来的精油也有除臭防蚊，杀菌杀虫的效果。

2、桉树精油

桉树精油是最常见的精油之一，桉树叶的清凉香气，对于蚊子来说是一种 *** 的气味，从桉树叶中提炼出的精油成分，是很好的驱蚊防虫产品。

3、薄荷精油

薄荷精油有防虫驱蚊的效果，其清爽的味道可以很好的净化空气，去除臭味，将薄荷精油滴在海绵，房间或者蚊虫多的地方，有很好的驱赶蚊虫的习惯，不过由于薄荷精油有轻微的毒 *** ，因此孕妇不宜使用。

4、薰衣草精油

薰衣草香气宜人，清热解毒，除了可以用作香薰外，其香气对于蚊虫来说是一种 *** ，有很大驱虫蚁的功效，从薰衣草中提炼出的薰衣草精油，可以抑菌驱虫，香味宜人，具有很好的驱蚊功效。

5、 *** 精油

*** 精油有很好的除 *** 用，由于 *** 的香气宜人，可以驱赶蚊虫，炎热的夏季，用 *** 精油滴入水中泡澡，淡淡的香气不仅能带来体香，舒缓情绪，还可有效防蚊虫。

6、天竺葵精油

天竺葵是常见的驱蚊植物之一，很受广大市民的追捧，其香气能有效驱赶蚊虫，天竺葵精油从天竺葵中提取，带有丝丝玫瑰香气，细闻之下会略有不同，可以将天竺葵精油于水混合制成喷雾，喷于皮肤表面，有驱赶蚊虫，香体的功效。

身上除螨虫有什么有效的 ***

“撑过这个冬天，再一起联手搞 *** !”淡色库蚊与白纹伊蚊彼此约定着。来自动漫 *** 《杀灭越冬蚊虫》的这一幕，并非搞笑，正是越冬蚊虫的真实写照。

　　当夏季“讨厌 *** ”蚊虫表示“我太难了”时，蚊虫说出了自己心声，正是市民朋友从身边做起，让越冬蚊虫“无处可逃”，让来年蚊虫子孙一代“难产”了！

　　“健康上海，人人参与，人人受益”，全民行动起来，共同营造清洁健康家园，共同创造高品质健 *** 活，共同打造健康之城！

蚊虫多，跟绿化有直接关系吗？

　　大部分人都认为：身边绿化多，所以蚊虫多。其实，绿化只是容易“躲蚊”，而并非“生蚊”，绿化里各种积水才是关键问题；还有很多居民并不知晓，尤其老年居民从不了解蚊虫就来自家庭养花种草、腌菜泡菜的坛坛罐罐；

　　幼儿园里似乎已成“标配”的轮胎也极易积水，而且不易干，这样轮胎便会成为蚊虫的“温床”，等到来年春暖花开，幼儿园的宝宝们 *** 的小脸蛋、小胳膊、小胖腿，恰好能让它们“美餐一顿”。

轮胎内的积水是蚊虫的温床

冬天最幸福的莫过于洗完热水澡，躺在暖暖的被窝里！但时常会觉得后背发痒， *** *** 还会延伸至全身都痒。出现这种情况大多数人都会觉得是秋天干燥，皮肤缺水所致。其实这一切的罪魁祸首的是螨虫！

　　螨虫喜欢寄生在温暖湿润的地方，当你睡觉时，温暖的床褥件简直就是螨虫的天堂，它们钻进你的被窝、爬 *** 的皮肤、啃食你的皮脂、毛囊，让你全身痒！痒！！痒！！！

　　根据检测数据显示，冬天的床褥、床垫、沙发、地毯、衣柜、毛巾上的螨虫数量最多；一张床垫起码有500万只螨虫，而被褥中的螨虫数量更是达到了惊人的2000万只；只要你躺床上，它们就会向你这个温暖源涌来。

　　螨虫对 *** 的危害非常大，螨虫是天生的过敏原，它能引发皮肤瘙痒、红肿，严重的还会引起皮肤过敏、炎症；冬天脸部和后背的大面积红点和痘痘，90%以上都是螨虫搞的 *** ！

　　螨虫不仅引起皮肤问题，还有一种尘螨会进入你的呼吸道，研究显示，一只尘螨就携带12种以上的 *** 和细菌！它们会引发呼吸道感染，尤其是对免疫力低下的儿童来说；冬季8成的儿童哮喘疾病，就是由尘螨引发的！

　　很多家庭经常晒被子驱螨，但一般只有温度达到50℃以上，才能将螨虫晒死；即使是夏天的光照强度也很难达到这个温度，所以冬天想要晒死螨虫，基本是不可能的！很多家里常用的除螨仪，效果也是一般般；除螨仪的紫外线杀螨效果是有的，但却不能彻底 *** 全部螨虫，过一两天螨虫还会死灰复燃!

　　利福泰的天然除螨包里面主要是柠檬桉叶提取物和香茅提取物，它的主要功效是驱除螨虫，中国疾控中心检测报告显示祛螨包的驱螨率可以达到100%。祛螨包只要放置在床垫下、枕头里面、沙发下、衣柜内等处，它是24小时不间断的释放，有效驱除螨虫。祛螨包主要采用的是先进缓释技术，缓慢释放，一包能使用2个月。使用量：一张双人床需要放置4包，位于床的四角，如果是比较小的床可以放2-3包，量多，可以确保驱螨范围。

　　以上两种 *** 可以任意选一种，只要坚持使用一段时间，你会发现，晚上睡觉不会再有浑身发痒的感觉了。脸上毛孔小了，肤色亮了，又红又痒的痘痘全都消失了！前胸后背的小疙瘩也都没了，动不动就长出来的毒痘更是看不见了，肌肤细腻光滑！

　　另外经常出差旅行的人，酒店的地毯、沙发和床褥细菌、螨虫数量绝不少，入住之后喷一喷，能祛除螨虫、细菌。汽车的座椅下，上班族的办公座椅下，只要是和人长时间亲密接触的，都可以喷一喷，能有效消灭身边的螨虫。

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