将沿海泥土转化为下层土壤,使用生物炭作为强化剂,CO2吸附剂和碳封存材料

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 环境工程 环境工程
• 地质技术工程 地质技术工程

背景情况:

• 沿海污泥的年度生产需要可行的废物管理策略.
• 污泥的资源利用对于可持续发展至关重要.
• 生物炭提供了材料提升和碳封存的潜力.

研究的目的:

• 使用水泥固化将沿海泥转化为地下土壤.
• 用生物炭作为添加剂来增强下层土壤的压力强度.
• 评估将生物炭纳入地下土壤的碳捕集潜力.

主要方法:

• 三种类型的生物炭 (花生,牛,污水污泥) 在不同的热解温度 (300°C,500°C,700°C) 产生.
• 在水泥固化之前,生物炭被添加到泥中,度为1%,2%和5%.
• 分析了压力强度,二氧化碳捕获和碳封存潜力.

主要成果:

• 所有生物炭添加剂都显著提高了20-110%的下层土壤压力强度.
• 污水污泥生物炭 (SSBC) 显示出用于水化水泥的最高催化能力.
• 添加2%的SSBC在500°C下化,导致最大的强度增加 (1.0MPa到2.1MPa).
• 生物炭在水化过程中促进了二氧化碳的捕获 (55-70 mg g-1),SSBC中的矿物质含量更高,促进了碳酸盐的形成.
• 碳预算分析表明,每干泥的二氧化碳捕获量从11公斤增加到36-94公斤,添加了2%的生物炭.

结论:

• 添加生物炭是一种有效的策略,可以提高水泥固化泥土的压力强度.
• 该过程有助于显著的二氧化碳捕获和长期碳封存在亚级土壤矩阵内.
• 本研究提出了一种新的,可持续的方法,用于泥废物利用和气候变化缓解.