在污水污泥热解中解开丰富,转化和最佳过程策略,使用相关性-预测-因果关系综合框架
Hanfeng Jiang1, Lei Zhang1, Fangzhou Zhao1
1School of Environmental and Biological Engineering, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing, China.
Water research
|September 8, 2025
概括
使用一种新的框架优化污水污泥的热解可以提高 (P) 的回收. 这种方法确定了最大限度地提高生物炭中P保留和生物可用性的关键因素,这对于可持续的P管理至关重要.
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.
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 全球资源正在减少,需要可持续的管理战略.
- 污水污泥是丰富的来源,热解提供了资源回收的潜力.
- 优化热解条件对于最大限度地保持和生物可用性至关重要.
研究的目的:
- 为了研究热解参数 (加热温度,加热速率,保留时间) 对丰富和污水污泥生物炭转化的影响.
- 开发和应用一个综合框架,以预测和理解热解条件和结果之间的因果关系.
- 为提高回收和可持续管理提出一个优化的热解策略.
主要方法:
- 使用了相关性-预测-因果关系综合框架 (CPCIF).
- 采用贝叶斯优化-随机森林用于预测和双重机器学习用于因果推理.
- 应用权和技术,通过与理想解决方案相似的顺序偏好进行归因分析.
主要成果:
- 加热温度显示出区域效应,在高温下促进了阿帕P的转化,但抑制了总的P丰富.
- 机器学习模型准确地预测了目标 (R2 = 0.80-0.93),机器学习对混因素进行了双重校正.
- 因果分析揭示了加热温度,加热速率和保留时间对总P缩的负面平均治疗效应,以及加热速率对无活性P转化的积极影响.
结论:
- 热解条件显著影响了的回收和污水污泥生物炭中的转化.
- 建议采用两阶段的热解策略 (低至高加热温度和加热速率),以优化丰富和生物可用性.
- 本研究提供了理论见解和实践途径,通过污水污泥资源利用来实现可持续的管理.
