综述:制浆造纸污泥可持续价值化在能源与材料应用中的研究综述

【字体: 时间:2025年06月23日 来源:Next Research

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  这篇综述系统探讨了制浆造纸工业污泥(PPMS)的绿色转化路径,聚焦热化学(如热解、气化)与生物技术(如酶解)方法,将其转化为生物燃料(biofuel)、生物炭(biochar)、吸附剂及量子点等高值材料,为替代传统填埋/焚烧提供解决方案,同时分析了经济与环境效益。

  

摘要

制浆造纸工业作为全球经济的支柱产业,每年产生约6.957亿立方米废水及大量污泥(PPMS),其传统处置方式(填埋/焚烧)因高成本与环境污染受限。PPMS富含纤维素、半纤维素等有机质,通过热化学转化(如热解、气化)可合成生物燃料与生物炭;生物技术路线则能提取纤维素纳米纤维(CNF)、乳酸等高值产物。芬兰2024年研究显示,水热碳化(HTC)结合堆肥可降低60%能耗;中国学者提出制浆板生产的经济效益最高(~257.36美元/吨)。

引言

全球造纸业年排放污泥占工业废物的17%,含吸附性有机卤化物(AOXs)等污染物。每吨纸品产生60立方米废水(PPMW),处理成本占总支出60%。PPMS分为低灰分(<30%干重)与高灰分(>30%干重)两类,前者源自生物处理,后者含化学絮凝物。

糖生产

PPMS中纤维素经糖化可转化为单糖,用于发酵生产乙醇、丁醇。Park等通过酶解实现90%糖转化率,但工业化放大仍是挑战。

挑战与展望

实验室成果向工业转化存在瓶颈,如消费者对PPMS衍生材料的接受度。未来需优化工艺(如HTC耦合堆肥),并探索量子点等新兴应用。

结论

PPMS高值化是环境与经济的双赢策略,但需政策支持与技术协同,推动循环经济(circular economy)在造纸业的实践。

(注:全文严格基于原文数据,未添加非文献内容)

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