机械压制蒸汽活化油棕榈树干芯生物吸附剂：低成本高效处理垃圾渗滤液的新策略

本研究针对垃圾渗滤液中高浓度有机物、重金属及微生物污染难题，开发了机械压制结合蒸汽活化的油棕榈树干芯活性炭（pOPTC-AC）。结果显示其比表面积达260.5 m2/g，对Cd/Cr/Fe去除率超95%，微生物清除率达99.99%，单位成本仅1.10美元/kg，较商业活性炭（CAC）降低32%，为废弃物资源化与污染治理提供可持续解决方案。

　　

垃圾渗滤液被称为“环境定时炸弹”，其含有COD超1000 mg/L、Fe>30 mg/L的重金属以及40万CFU/mL的微生物负荷，传统生物处理法对成熟渗滤液效率低下，化学混凝和膜技术又面临高成本与二次污染问题。马来西亚作为全球第二大棕榈油生产国，每年产生2180万吨油棕榈树干（OPT）废弃物，如何将其变废为宝成为关键突破口。

马来西亚布特拉大学团队在《Biomass and Bioenergy》发表的研究，创新性地采用机械压制预处理的油棕榈树干芯（OPTC）为原料，通过蒸汽活化开发出高性能生物吸附剂pOPTC-AC。关键技术包括：1）基于物理特性差异选择OPTC软质部分；2）两步法机械压制脱水与600°C蒸汽活化；3）BET比表面积分析与重金属吸附动力学测试；4）基于马来西亚全国OPT产量的质量平衡模型与技术经济分析（TEA）。

【Yield and physical properties】部分显示，机械预处理使pOPTC-AC比表面积提升90.5%至260.5 m²/g，微孔平均尺寸3.02 nm，优于未压制样品。这种“先压缩后膨胀”的工艺在减少原料体积的同时，创造了更多吸附位点。

【吸附性能】数据显示，pOPTC-AC对垃圾渗滤液的净化效果惊人：Cd/Cr/Fe去除率分别达96.4%、95.5%和97.8%，微生物灭活率99.99%，还能将pH从2.27中和至6.1。特别值得注意的是其对色度的去除率达70%，这归因于蒸汽活化产生的羧基（-COOH）和羟基（-OH）与发色团的特异性结合。

【规模化潜力】部分通过质量平衡模型推算，马来西亚全国OPT年产量可制备80万吨pOPTC-AC，足以处理1.33亿m³渗滤液的COD和2000万m³的综合污染。技术经济分析显示该项目净现值（NPV）475万美元，内部收益率（IRR）77.7%，投资回报率（ROI）50.4%，单位成本较CAC低0.52美元/kg。

讨论部分强调，该研究首次实现OPT从“农业废弃物”到“环境修复材料”的闭环转化。蒸汽活化过程不仅增强孔隙结构，还通过表面官能团化提升污染物亲和力。相比传统活性炭生产需化学活化剂，该工艺仅用物理方法即达到商业品性能，且全生命周期碳足迹降低42%。研究者建议下一步优化活化参数以应对不同组分渗滤液，并探索与其他处理工艺的联用方案。这项成果为发展中国家处理垃圾渗滤液提供了兼具环境效益与经济可行性的新范式。