以废治废，赤泥+秸秆化身印染废水处理利器

赤泥是铝冶炼工业中产生的一种碱性工业固体废物；玉米秸秆是一种农业固体废物，课题组将二者混合热解，制备出一种新型功能生物炭复合材料。研究发现，玉米秸秆上产生的多孔结构，使功能生物炭复合材料具有去除酸性印染废水中染料的能力。

印染废水是加工棉、麻、化学纤维及其混纺产品为主的印染厂排出的废水。每印染加工1吨纺织品耗水100—200吨，其中80%—90%的水会成为废水。纺织印染废水具有水量大、有机污染物含量高、碱性大、水质变化大等特点，属于难处理的工业废水之一。

用热解法将两种固体废物制成功能材料

“针对这两种常见的固体废物，我们课题组采用二者混合热解的方法，制备出一种新型功能生物炭复合材料，并将其应用于酸性印染废水的处理。”吴正岩表示，制备过程中的热解温度“很关键”。“课题组在实验室里对其结构转变机理进行了研究，充分表征了不同热解温度下功能复合材料制备过程中形貌和组成的变化，以及热解过程中气态产物的变化。”吴正岩说，通过研究发现，在玉米秸秆上产生的多孔结构，使功能生物炭复合材料具有去除水中染料的能力。此外，在约700℃的赤泥中，碳酸钙分解生成了氧化钙，这就表明功能生物炭复合材料可用于中和酸性废水。

实现废物回收与废水处理双赢

“通过进一步的研究，我们确认了功能生物炭复合材料在处理酸性染料废水中表现出了良好的性能。”吴正岩说，此外，这种功能生物炭复合材料还具有磁性，这是因为在高温热解条件下，玉米秸秆产生的还原性气体将赤泥中的铁氧化物还原为带有磁性的单质铁。

“我们把这种功能生物炭复合材料简称为生物炭。”吴正岩说，生物炭不但可吸附印染废水中的染料，同时由于其本身具有磁性，使用完毕后可进行磁回收，避免了对环境的二次污染。此外，该材料还有较强的碱性，在处理酸性印染废水的过程中，既可中和废水的酸性，又可消除材料本身的碱性。

“与其他的酸性染料废水处理方式相比，我们使用固体废物制备的生物炭能保证废水处理效果，并且将固体废物变废为宝，既解决了其堆放导致的环境问题，又创造了一定的经济收益,实现了固体废物回收与酸性染料废水处理的双赢。”吴正岩说。

“未来，我们将对该生物炭集中进行两个方向的探索：一是探索该材料更加广阔的应用场景。二是对处理后的废旧污泥进行开发与应用。”吴正岩说。