摘 要

固体废弃物的治理是我国经济社会发展过程中，建设“美丽中国”，实现“绿水青山”的必由之路。论文采用各类固体废弃物为主要原料，制备具有吸附-催化功能的环境净化型材料与海绵城市建设用材，具有重要的环境效益和社会效益。论文分析了利用污水污泥等固体废弃物制备吸附材料的技术、利用农业固废和工业固废制备催化功能材料的研究，在此基础上，提出利用多孔结构吸附污染物，并引入催化材料，实现海绵城市建设用材的吸附-催化功能。

关键词：固废利用；吸附-催化材料；透水制品

Abstract:

The management of solid waste is the way to build a ‘beautiful China’ and realize ‘green water and green mountains’ in the process of my country's economic and social development. The thesis uses various solid wastes as the main raw materials to prepare environmental purification materials and sponge city construction materials with adsorption-catalysis function, which has important environmental and social benefits. The paper analyzes the technology of using solid waste such as sewage sludge to prepare adsorbent materials, and the research of using agricultural solid waste and industrial sludge to prepare catalytic functional materials. On this basis, it is proposed to use a porous structure to adsorb pollutants and introduce catalytic materials. Realize the adsorption-catalysis function of sponge city construction materials.

Key words:Solid waste utilization；adsorption-catalysis materials；Permeable products

目录

第1章 绪论…………………………………………………………………………… 1

1.1 我国固体废弃物问题现状………………………………………………………1

1.2 我国水体污染与环境治理问题现状……………………………………………2

1.3 海绵城市的建设与透水制品……………………………………………………3

1.4 研究目标………………………………………………………………………4

第2章 利用固废制备吸附-催化材料………………………………………………… 5

2.1 催化-吸附一般原理……………………………………………………………5

2.2 污水污泥制备多孔碳吸附材料 ………………………………………………6

2.3 农业固废物制备的生物炭材料………………………………………………10

2.4工业固废制备吸附-催化材料…………………………………………………13

2.5本章小结………………………………………………………………………16

第3章 附加催化-吸附功能的固废基透水制品…………………………………… 17

3.1 固废制备渗蓄性生态材料……………………………………………………17

3.2 催化材料在固废基透水制品上的负载………………………………………18

3.3 固废基透水制品的其他问题…………………………………………………20

3.4 本章小结………………………………………………………………………20

第4章 多源固废制备吸附-催化功能材料的构想…………………………………22

第5章 结论……………………………………………………………………………23

参考文献………………………………………………………………………………24

致谢……………………………………………………………………………………25

第1章 绪论

随着我国经济水平的增长和社会主义现代化建设的推进，城市化水平不断加深，大量消耗能源、全面建设基础设施的同时，也产生了大量的固体废弃物与程度很高的环境污染，尤其是水体污染。这两者存在相互转化关系，固体废弃物是环境污染的成因之一，而环境污染治理也会产生大量固体废弃物。

1.1我国固体废弃物问题现状

在固体废弃物方面，首先是中国的高速城市化进程，产生了超出现有环境问题处理能力的生活垃圾和建材垃圾，占城市垃圾接近40%的比重^[1]。在不断高速发展基础建设的同时，产生的这些建材垃圾也开始不断侵袭城市绿地，成为现代城市“难以呼吸”的痛点。这些建材废料中本身含有许多可回收利用的物料，通过将回收的这些物料投入新的建筑材料生产中去，将有效提高能源和资源的利用效率。

其次是工业产生、环境治理过程中诞生的难以利用的物质，如赤泥、滤泥、混凝土废料、粉煤灰、金属废渣、废水污泥等等，这些固体废弃物由于产量大、回收利用困难，毒性与危害大，运输成本高，正成为国际关注的课题。

最后，我国仍然是一个农业大国，拥有分布很广的农业种植面积。农业生产也会产生大量的植物废料，如秸秆、谷壳等。而我国农业生产的集约化水平不高，加上农业收成具有时节性，这些植物废料往往由个体农民用集中焚烧的传统方法处理，原始的处理方式显然无法起到高效利用资源的效果，更会由于短期内广泛地焚烧秸秆等植物废料，产生尘霾等环境问题，危害农村、乡镇、城市的生态环境。除了农余废料以外，城市街道落叶、水果加工剩余的果壳果皮也都属于植物废料，这些物料都具有不错的制碳潜力。

用填埋焚烧等传统落后方法处理这些固体废弃物，没有实现物料与能源的高度利用，也将不可避免地引发次生环境问题，违背了可持续发展的科学观念。谋求无害化处理的同时，尽可能开发这些固体废弃物经济有效的利用方法，变社会生产负担为资源，是从根本解决处理固体废弃物问题的最佳方案。自2000年固废利用的课题进入研究者的视线以来，受到越来越密切的关注，在近两年的关注度更是增长了86%。

图1.1为知网收录的固废文献指数分析图，由图可知，固体废弃物的处理是随着时代发展进步、全球城市化进程加深，全世界共同面对的问题。我国正处在城市化建设加快的历史进程中，加上更密集的人口分布，所面临的固体废弃物处理问题挑战也更加突出一些。为了保障人民生活水平的和进行高效率环保的经济建设，我国对城市垃圾回收重视程度已经很高，在以上海为代表的许多城市先试点后推广了垃圾分类制度，显著推动了群众对垃圾分类的认识；对农业生产焚烧秸秆等问题也推出了相应的法律法规。但最终这些固体废弃物走向何方——如何高效利用资源、节约能源，仍然需要大量的研究。本文就将针对高效利用这些固体废弃物做出讨论。

图1.1 国内外对固废问题的研究趋势对比