在受到加热温度影响的污泥热水解过程中,黑色素的动态形成和并行竞争路径受到加热温度的影响
Siwei Xiao1, Leshi Wang1, Jing Bian1
1National Engineering Laboratory for Advanced Municipal Wastewater Treatment and Reuse Technology, School of Environmental Science and Engineering, Beijing University of Technology, Beijing 100124, PR China.
Journal of hazardous materials
|December 20, 2024
概括
在污泥的热水解预处理 (THP) 过程中形成的黑色素因温度而受到影响. 较高的温度最初会促进黑色素的产生,但随后由于碳化和焦糖化等竞争反应而减少.
科学领域:
- 环境科学 环境科学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
- 有机化学 有机化学
背景情况:
- 在污泥的热水解预处理 (THP) 过程中通过梅拉德反应形成的黑色素阻碍了废水和污泥的处理.
- 由于THP衍生的黑色素素的生产和结构变化的复杂动力学仍然不太清楚.
研究的目的:
- 调查影响THP期间黑色素素的产生因素.
- 阐明在不同条件下调控黑色素素的形成和演变的机制.
主要方法:
- 使用响应表面方法 (RSM) 来分析温度,加热时间和初始pH的影响.
- 使用二维相关性里埃变换红外光谱 (2D-FTIR) 和气色谱-质谱 (GC-MS) 来研究结构变化和物质转化.
主要成果:
- 温度被确定为影响黑色素的产生最重要的因素.
- 在中等温度 (165°C) 时,黑色素的产量达到峰值,而在较高温度 (195°C) 时则下降.
- 在165°C时,碳化与梅拉德反应竞争;在195°C时,碳化和焦糖化竞争并降解了现有的黑色素.
结论:
- 在THP期间,温度极大地影响了黑色素的产生和结构.
- 了解像碳化和焦糖化这样的竞争反应是调节黑色素素的形成的关键.
- 这些发现为控制污泥处理中的黑色素素提供了基本的见解.


