脫墨污泥資源化應(yīng)用研究進(jìn)展

劉俊杰 夏 潔 張紅杰 胡 鑫 沈月昊 張文暉，*

（1. 中國制漿造紙研究院有限公司，北京，100102；2. 天津科技大學(xué)天津市制漿造紙重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津，300457）

近年來，我國廢紙回收率逐年上升；2019年，我國廢紙回收率為49%［1］，美國和歐洲的廢紙回收率則分別為66%［2］和72%［3］。2019 年，我國紙漿總產(chǎn)量為7207 萬t，其中，再生纖維漿占比大于74%［1］。脫墨污泥是再生纖維漿浮選脫墨過程中產(chǎn)生的固體廢渣，1 t 再生纖維漿經(jīng)脫墨后會(huì)產(chǎn)生80～150 kg 的絕干脫墨污泥［4-5］。因此，再生纖維漿的生產(chǎn)過程中，會(huì)產(chǎn)生大量脫墨污泥，若不能妥善處置，將會(huì)引起嚴(yán)重的環(huán)境污染。與此同時(shí)，隨著國家新污染防治決策的部署與實(shí)施，污泥處理及處置目標(biāo)要求推進(jìn)污泥穩(wěn)定化、無害化和資源化。因此，探索脫墨污泥資源化利用途徑是解決再生纖維漿生產(chǎn)過程產(chǎn)出大量脫墨污泥問題的關(guān)鍵。

1 脫墨污泥的基本性質(zhì)

1.1 pH值、含水率與主要成分

脫墨污泥由纖維、填料、涂料、油墨和脫墨劑等組成［6］。污泥 pH 值通常為 6.6～9.2［7-15］，主要集中在7.3～8.0，呈弱堿性，這是由堿性條件廢紙脫墨所致。由于脫墨污泥的主要成分為纖維和填料，其脫水性能比生化污泥好，含水率通常為32.5 wt%～68.6 wt%。脫墨污泥主要受廢紙?jiān)戏N類、廢紙（再生纖維）漿性能指標(biāo)要求及其脫墨工藝的影響，其組成含量波動(dòng)較大［16-22］（見表1）。由表1 可知，脫墨污泥灰分為18.0 wt%～64.6 wt%，C、H、N 和S 元素含量分別為22.9 wt%～47.2 wt%、1.5 wt%～6.7 wt%、0.1 wt%～2.97 wt%和0～0.25 wt%。

表1 脫墨污泥的含水率、灰分與C、H、N、S元素含量Table 1 Water content, ash content, and C, H, N, and S element content of deinking sludge

脫墨污泥中的有機(jī)物以纖維為主，其占比約為44.1 wt%～96.9 wt%［11-12，14］，主要為細(xì)小纖維，但其長度因廢紙?jiān)戏N類和所生產(chǎn)紙種的不同而有所差異；如再生新聞紙生產(chǎn)線產(chǎn)生的脫墨污泥中纖維的平均長度為0.189 mm，細(xì)小纖維占比達(dá)76.1%，長纖維僅占1.4%［8］；再生辦公用紙或再生生活用紙生產(chǎn)線產(chǎn)生的脫墨污泥中纖維的平均長度為0.9～1.3 mm，細(xì)小纖維占比僅為5.1%～7.1%［11］。

脫墨污泥中的無機(jī)物主要來自填料，如碳酸鈣（CaCO）3、高嶺土（Al2O·32SiO·22H2O）、滑石粉（Mg3Si4O10（OH）2） 和鈦白粉 （TiO2）［16，18，23-25］（見表2）。

表2 脫墨污泥的化學(xué)組分含量Table 2 Chemical composition content of deinking sludge

1.2 金屬元素

絕干脫墨污泥中占比最高的6種金屬元素分別為Ca、Al、Mg、Na、Fe和Ti，其含量分別為11.5 wt%～27.0 wt%、1.47 wt%～3.57 wt%、0.29 wt%～0.93 wt%、0.12 wt% ～0.28 wt% 、 0.13 wt% ～0.21wt% 和 0～0.13 wt%［10，14，17，26］，主要來源于造紙?zhí)盍稀３艘酝猓撃勰嘀羞€含有一定量的重金屬，主要來源于油墨，包括Cu、Zn、Co、Cr、Ni、Mn、Pb、Cd、As、Se 和Hg等。其中，Cu和Zn含量較高，分別為50～269.0和38～327.8 mg/kg。Cr、Cd 和 As 含量的變化范圍較大，分別為1.7～214.0、0.06～4.8 和1.5～113.7 mg/kg（見表3）。參照農(nóng)用污泥污染物控制標(biāo)準(zhǔn)GB 4284—2018和表3可知，除部分造紙廠脫墨污泥中的Cd含量有可能超過出A 級(jí)污泥標(biāo)準(zhǔn)（<3 mg/kg）和部分造紙廠脫墨污泥中的As 含量有可能超過B 級(jí)污泥標(biāo)準(zhǔn)（<75 mg/kg）外，脫墨污泥中其他元素含量均未超出A級(jí)污泥標(biāo)準(zhǔn)。

表3 脫墨污泥的重金屬元素含量Table 3 Heavy metal content of deinking sludge

1.3 有機(jī)污染物

Beauchamp 等［27］的研究發(fā)現(xiàn)，脫墨污泥中有機(jī)污染物以脂肪酸（如十八烷酸）、樹脂酸（如松香酸）及多環(huán)芳烴（如芘）為主，而大多數(shù)酚類、鹵代烴和單環(huán)芳烴、二噁英、呋喃類和多氯聯(lián)苯類化合物含量均低于檢測限。劉賢淼等［28］分別對(duì)濕脫墨污泥和干脫墨污泥進(jìn)行檢測發(fā)現(xiàn)，濕脫墨污泥中有機(jī)污染物是以正十六烷酸和十八烷酸為主的脂肪酸，干脫墨污泥中有機(jī)污染物以正十六烷酸和2-甲氧基-N-［2-［1-（4-溴苯）-5-四唑基］乙烯基］-苯胺為主。李恒等［4］通過研究發(fā)現(xiàn)，脫墨污泥中有機(jī)污染物主要來源于造紙化學(xué)品（如脫墨劑），其中2'，5，5'-四甲基-1，1'-聯(lián)二苯和鄰苯二甲酸二異辛酯與十六酸乙酯的含量最高。

1.4 熱解性質(zhì)

脫墨污泥的熱解過程主要分為 3 個(gè)階段［19-20，26，29］：第一階段（<200℃）是水分損失階段；第二階段（200～400℃）是以纖維素為主的有機(jī)物的熱解過程，該階段在320～380℃存在質(zhì)量損失峰值；第三階段（400～850℃）主要為木質(zhì)素的熱解與部分無機(jī)物的分解過程，該階段在700～750℃存在質(zhì)量損失峰值，但木質(zhì)素的熱解過程不存在明顯的質(zhì)量損失峰值，碳酸鈣則從700℃開始分解。

2 脫墨污泥的資源化應(yīng)用

2.1 生物炭

脫墨污泥中纖維和油墨等有機(jī)物含量高，具有制備碳基吸附材料的潛力。采用脫墨污泥制備的生物炭或碳基吸附材料，能有效去除廢水中的有機(jī)污染物和吸附固著在土壤中的重金屬。閆中亞等［30］以脫墨污泥（80%）和木粉（20%）為原料，采用KOH活化法制備活性炭；結(jié)果表明，在最佳工藝條件下制備的活性炭BET 比表面積可達(dá)481.3 m2/g，微孔比例為80.3%，碘吸附值達(dá)到623.4 mg/kg；將該脫墨污泥基活性炭（用量4 g/L）用于處理造紙廠堿抽提段漂白廢水時(shí)發(fā)現(xiàn)，廢水CODCr、色度和濁度的去除率分別達(dá)到63.6%、93.6%和91.6%。程富江等［31］以脫墨污泥為原料，采用磷酸活化法制備介孔活性炭，在活化時(shí)間90 min、活化溫度450℃、浸漬比1∶3.5 和磷酸濃度70%的最佳條件下制備得到活性炭，其比表面積可達(dá)715.6 m2/g、總孔容積為0.353 cm3/g，其中，介孔占比為97.5%。

Paz-Ferreiro 等［10］對(duì)比了 3 種熱解溫度 （300、400和500℃）下制備得到的脫墨污泥生物炭對(duì)鋅污染土壤的修復(fù)效果；結(jié)果表明，熱解溫度越高，脫墨污泥生物炭的比表面積越大，土壤修復(fù)效果越好；當(dāng)脫墨污泥生物炭與鋅污染土壤質(zhì)量比為1∶10時(shí)，500℃熱解溫度制得的脫墨污泥生物炭對(duì)土壤中溶解態(tài)鋅的去除率超過90%。Méndez 等［32］采用脫墨污泥和 2 種脫墨污泥基生物炭修復(fù)鎳污染土壤發(fā)現(xiàn)，當(dāng)污泥或生物炭與鎳污染土壤的質(zhì)量比為1∶5 時(shí)，采用脫墨污泥修復(fù)鎳污染土壤并不能改變土壤CO2釋放量及土壤中可遷移鎳和可浸出鎳的含量；采用300℃熱解制備得到的脫墨污泥基生物炭進(jìn)行鎳污染土壤修復(fù)，可以增加土壤的生物活性；采用500℃熱解制備得到的脫墨污泥基生物炭進(jìn)行鎳污染土壤修復(fù)，不僅能減少可遷移鎳、可浸出鎳和可生物利用鎳的含量，還可以降低土壤中CO2的釋放量。

2.2 生物油

生物油（熱解油）作為一種可再生能源，具有很大的應(yīng)用潛力。生物油是生物質(zhì)在熱解過程中產(chǎn)生的、由水與各種復(fù)雜的含氧有機(jī)化合物及大量的低聚物組成的物質(zhì)。脫墨污泥可作為原料，通過熱解反應(yīng)直接生產(chǎn)高附加值的生物油。Ouadi等［33］采用中速熱解反應(yīng)器（熱解溫度450℃，固體停留時(shí)間1～15 min）對(duì)干態(tài)脫墨污泥顆粒進(jìn)行連續(xù)熱解；結(jié)果表明，制備得到的生物油熱值高（36～37 MJ/kg），主要由芳烴、酚類化合物和脂肪酸甲酯組成。與傳統(tǒng)的快速熱解相比，中速熱解制備得到的生物油的燃油性能得到改善，如氧含量（10 wt%～11 wt%）、運(yùn)動(dòng)黏度（9～13 cSt） 和總酸值 （26.0～32.8 mg KOH/g）更低。Ridout等［18］采用基于鼓泡流化床的快速熱解技術(shù)處理高灰分的脫墨污泥發(fā)現(xiàn)，熱解溫度（290～390℃）和污泥顆粒尺寸（2.9～4.8 mm）對(duì)生物油產(chǎn)率影響較大；當(dāng)熱解溫度為340℃、污泥顆粒尺寸為4.8 mm 時(shí)，生物油產(chǎn)率可達(dá)59.9%。實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過快速熱解技術(shù)轉(zhuǎn)化后，脫墨污泥的O/C摩爾比降低了35%，高位熱值（HHV）增加了65%，達(dá)到20 MJ/kg。

然而，傳統(tǒng)木質(zhì)原料熱解產(chǎn)生的生物油普遍存在含氧量（35 wt%～40 wt%）、含水量較高（15 wt%～30 wt%）和耐熱性能較差等問題，導(dǎo)致其熱值較傳統(tǒng)燃料油低、黏度高且穩(wěn)定性較差，無法直接被發(fā)動(dòng)機(jī)或渦輪使用；因此，需要進(jìn)一步提質(zhì)（如催化加氫脫氧）和精煉改善［34］。有研究認(rèn)為，高灰分的脫墨污泥與木質(zhì)原料混合制備生物油，能有效降低生物油中的氧碳比，因?yàn)楦哜}基灰分在生物質(zhì)熱解過程中具有催化加氫脫氧作用，可提高生物油的品質(zhì)。Bashir等［35］以富含鈣的脫墨污泥為脫氧催化劑，將其與木材原料混合，在熱催化重整系統(tǒng)（TCR）中共熱解制備生物油；結(jié)果表明，與無添加脫墨污泥實(shí)驗(yàn)對(duì)比，添加75 wt%脫墨污泥可使生物油的燃燒性能更好，熱值從30.5 MJ/kg提高至38.5 MJ/kg，含氧量從37.2 wt%降低至9.6 wt%，運(yùn)動(dòng)黏度從64.4 cSt 降低至9.0 cSt。Fivga等［22］以脫墨污泥基生物炭為催化劑，將其與松木原料混合并在TCR 裝置中熱解制備生物油和合成氣；結(jié)果表明，添加脫墨污泥基生物炭，可使熱解溫度由367℃降低至328℃；當(dāng)脫墨污泥基生物炭與松木原料的添加比例為0.65∶1（質(zhì)量比）時(shí)，熱解合成氣中氫氣體積占比從15.0%提高至28.3%，生物油中H/C摩爾比由0.22降低至0.14，O/C摩爾比由1.3降低至1.15，焦炭量則從90.2 wt%降低至16.9 wt%。

2.3 回收有機(jī)物和無機(jī)物

通過熱解脫墨污泥可以得到高附加值的有機(jī)物（氣相產(chǎn)物和生物油）和無機(jī)固體殘?jiān)庀喈a(chǎn)物在合成氣領(lǐng)域、生物油在燃料與精細(xì)化學(xué)品領(lǐng)域都具有巨大應(yīng)用潛力，固體殘?jiān)梢宰鳛樵旒埞I(yè)用填料進(jìn)行回收利用。因此，對(duì)廢紙制漿廠而言，這種回收脫墨污泥中有機(jī)物和無機(jī)物的方式，既能減輕經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，又能增加環(huán)境效益。

Lou 等［17］在800℃條件下熱解脫墨污泥，得到氣相產(chǎn)物、生物油和固體殘?jiān)a(chǎn)率分別為29.8 wt%、24.4 wt%和45.8 wt%；其中，氣相產(chǎn)物中除二氧化碳（21.5 vol%） 外，一氧化碳（31.6 vol%）、氫氣（17.7 vol%）、甲烷（19.5 vol%）和乙烯（9.6 vol%）均可作為燃料氣體；生物油主要由烷烴、芳烴和茚/萘組成；固體殘?jiān)鼊t主要為碳酸鈣。Zhang等［36］采用低溫（<200℃）微波輔助熱解技術(shù)分離回收脫墨污泥中的有機(jī)物與無機(jī)物，經(jīng)12～13 min 微波熱解（1200 W/400 g 脫墨污泥）后，產(chǎn)物中氣相組分、生物油和固體殘?jiān)恼急确謩e為7.5 wt%、13.9 wt%和78.6 wt%；進(jìn)一步對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行分析表明，該技術(shù)可以徹底將脫墨污泥中的無機(jī)物轉(zhuǎn)化為固體殘?jiān)袡C(jī)物轉(zhuǎn)化為氣體組分和生物油；其中，固體殘?jiān)臒o機(jī)物含量高達(dá)99 wt%，以碳酸鈣和高嶺土為主；生物油中有機(jī)餾分的熱值高（26.26 MJ/kg），主要含有碳水化合物（約20%）、非芳香族化合物（如酸、酯、醇和醛，約15%）、雜環(huán)化合物（如呋喃和吡喃，約8%）和芳香族類化合物（約2.4%）等組分。

2.4 堆肥與厭氧消化

脫墨污泥具有高碳低氮的性質(zhì)（見表1），限制了土壤微生物分解其中的有機(jī)物；堆肥一方面可以降低脫墨污泥的C/N 比，將原有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為腐殖質(zhì)，另一方面可以有效減少脫墨污泥中多氯聯(lián)苯等有機(jī)污染物。Marouani 等［14］采用熱堆肥技術(shù)對(duì)脫墨污泥（DPS）與禽畜糞便（PM）混合物進(jìn)行處理，經(jīng)過14個(gè)月的熱堆肥處理后，C1 復(fù)合堆肥（DPS∶PM=7∶3） 和 C2 復(fù)合堆肥 （DPS∶PM=5∶5） 中的 C/N 分別降低至28.6 和13.5，多氯聯(lián)苯分別從0.2 和0.6 mg/kg降低至0.1 和0.2 mg/kg。因此，提高復(fù)合堆肥中家禽糞便的比例，可促進(jìn)脫墨污泥中木質(zhì)纖維素類物質(zhì)向腐殖質(zhì)轉(zhuǎn)化，同時(shí)有利于多氯聯(lián)苯污染物的降解。

厭氧消化不僅可以降低脫墨污泥中有機(jī)物的含量，還可以獲得甲烷氣，回收能量。Amare 等［13］采用厭氧消化對(duì)脫墨污泥進(jìn)行預(yù)處理；結(jié)果表明，雖然脫墨污泥與普通基質(zhì)（如食物垃圾、玉米或糞便）相比，其無機(jī)成分含量較高，但是采用常見接種菌劑進(jìn)行厭氧消化是可行的，并且接種菌劑對(duì)脫墨污泥的適應(yīng)速度很快；3種常見接種菌劑對(duì)脫墨污泥進(jìn)行21天的厭氧發(fā)酵后，有機(jī)物降解率最高達(dá)到31%，且甲烷產(chǎn)生量達(dá)到167 mL/g絕干有機(jī)物，相當(dāng)于1 kg預(yù)脫水的脫墨污泥（含水率85.7 wt%）可產(chǎn)生0.07 kWh 電。Steffen等［3］采用中溫間歇厭氧消化對(duì)脫墨污泥進(jìn)行處理發(fā)現(xiàn)，再生纖維漿的質(zhì)量決定脫墨污泥的組成，進(jìn)而影響其生物降解性和甲烷產(chǎn)量；對(duì)于木質(zhì)素含量低的脫墨污泥（碳水化合物25.8%、木質(zhì)素5.1%），經(jīng)過10 天的厭氧消化后，其碳水化合物的厭氧轉(zhuǎn)化率可達(dá)97.6%，甲烷產(chǎn)量達(dá)118.6 mL/（g VS·d），相當(dāng)于德國一個(gè)再生纖維漿廠產(chǎn)生的脫墨污泥經(jīng)厭氧消化后，每年可產(chǎn)生3111 TJ 的能量，可替代該漿廠總能量需求的5%。

2.5 營養(yǎng)基

脫墨污泥的高纖維含量不僅提高了其作為營養(yǎng)基的有機(jī)質(zhì)含量，而且使其非常適合用于改善苗圃生長基質(zhì)的物理性質(zhì)（如孔隙率、持水能力和通氣性）。Vannucchi 等［15］將脫墨污泥造粒后作為土壤改良劑，與市政綠色固廢堆肥、浮石和沸石混合作為營養(yǎng)基種植樹苗；結(jié)果表明，該營養(yǎng)基比對(duì)照組營養(yǎng)基中有機(jī)碳含量高135%、總氮含量高73%、易有效水量高19%，且該營養(yǎng)基改善了植物光合性能（光系統(tǒng)II的量子產(chǎn)率和電子傳輸速率均大于20%）；英菜發(fā)芽實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步說明，含脫墨污泥的營養(yǎng)基未表現(xiàn)出毒性。此外，屋頂環(huán)境的溫度、濕度、風(fēng)力等比地面更加惡劣，對(duì)種植的植物物種和營養(yǎng)基要求也更為嚴(yán)苛。因此，Vannucchi等［37］將摻有脫墨污泥顆粒的營養(yǎng)基用于城市屋頂綠化發(fā)現(xiàn)，脫墨污泥顆粒與火山灰、堆肥混合后有助于提高植物的多樣性；其中，一年生植物和豆類植物能在僅有脫墨污泥顆粒與火山灰的營養(yǎng)基中存活。

脫墨污泥中的纖維素成分可以作為直接碳源或間接碳源用于培養(yǎng)工業(yè)所需的微生物，可以用低成本培養(yǎng)出具有高活性的工業(yè)酶，且酶對(duì)纖維素的降解作用還可以大幅降低脫墨污泥的體積，有利于降低后續(xù)填埋等處理成本。由于脫墨污泥成分復(fù)雜，可能含有對(duì)微生物生長繁殖不利的毒性物質(zhì)，需要對(duì)脫墨污泥進(jìn)行必要的預(yù)處理。Weiss等［38］將脫墨污泥和巴氏滅菌的屠宰場廢棄血液分別作為碳源和氮源營養(yǎng)物培養(yǎng)5種產(chǎn)酶微生物（地衣芽孢桿菌、柱狀假絲酵母、米曲霉、大腸桿菌和巴斯德畢赤酵母），同時(shí)添加里氏木霉以產(chǎn)生纖維素酶，使脫墨污泥中的纖維素酶解與轉(zhuǎn)化，以供無法直接以纖維素為碳源的微生物生長；結(jié)果表明，當(dāng)脫墨污泥占營養(yǎng)基總量的10 wt%時(shí)，不會(huì)對(duì)5種產(chǎn)酶微生物生長過程有毒性作用；脫墨污泥中的油墨成分不會(huì)影響里氏木霉產(chǎn)酶，但保濕劑、膠黏物和熱熔性涂料成分對(duì)微生物生長和產(chǎn)酶都有明顯的抑制作用，對(duì)脫墨污泥進(jìn)行酸堿預(yù)處理可以改善此種負(fù)面作用。Vodovnik 等［12］采用脫墨污泥作為產(chǎn)木質(zhì)纖維素酶菌種的固體發(fā)酵底物，從30 種菌株中篩選白腐菌（Pleurotus ostreatus），發(fā)現(xiàn)該菌種經(jīng)過脫墨污泥（未經(jīng)處理或滅菌）誘導(dǎo)后，白腐菌產(chǎn)生的內(nèi)切聚葡萄糖酶和聚木糖酶活性與其他木質(zhì)纖維素基質(zhì)上培養(yǎng)的酶活性相似，但平均漆酶活性明顯更高（達(dá)到46000 U/kg 脫墨污泥），是其他廢棄生物質(zhì)類底物（如凍干麥秸、麥麩和啤酒糟）的10～30 倍；其主要原因可能是，脫墨污泥中銅元素含量高（64.99 mg/kg），對(duì)漆酶具有強(qiáng)轉(zhuǎn)錄誘導(dǎo)作用。

2.6 生物復(fù)合材料

脫墨污泥中的纖維和灰分含量高，其中，灰分可以作為塑料制品的填料，采用脫墨污泥作為填料或增強(qiáng)劑與高密度聚乙烯復(fù)合制備生物復(fù)合材料，可以改善塑料的機(jī)械性能，如拉伸強(qiáng)度和楊氏模量等。

Elloumi等［39］以造紙濕強(qiáng)劑-聚酰胺多胺環(huán)氧氯丙烷樹脂（PAE）為粘結(jié)劑，采用脫墨污泥對(duì)再生高密度聚乙烯（RHDPE）進(jìn)行加填；結(jié)果表明，脫墨污泥中無機(jī)填料（如碳酸鈣和滑石粉）的成核效應(yīng)，顯著加速了RHDPE的結(jié)晶，從而提高了RHDPE的剛性和楊氏模量；當(dāng)脫墨污泥添加量為12.5 wt%時(shí)，RH?DPE的拉伸強(qiáng)度達(dá)到最高值，但添加脫墨污泥會(huì)降低RHDPE 的斷裂伸長率。Haddar 等［9］評(píng)估了高加填量的脫墨污泥（DPS）與高密度聚乙烯（HDPE）對(duì)DPS/HDPE 復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性和機(jī)械性能的影響；結(jié)果表明，增加脫墨污泥加填量可以提高復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性和結(jié)晶度，提高復(fù)合材料的剛性；與HDPE相比，DPS/HDPE 復(fù)合材料（DPS 加填量40 wt%）的楊氏模量提高68.9%，拉伸強(qiáng)度提高5.8%；但由于DPS 與HDPE 之間的粘結(jié)性差，導(dǎo)致其斷裂伸長率和無缺口沖擊抗力較低。該研究進(jìn)一步表明，加入3%馬來酸酐接枝聚乙烯（MAPE）可使DPS 中纖維與HDPE 纖維之間具有良好的界面結(jié)合，提高了復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度、延展性和沖擊韌性。Haddar 等［40］以MAPE 為粘結(jié)劑，采用波喜蕩草纖維（POF）和DPS對(duì)HDPE 多元復(fù)合材料進(jìn)行增強(qiáng)發(fā)現(xiàn)，單獨(dú)采用POF或DPS均能提高復(fù)合材料的剛性和拉伸強(qiáng)度，且均會(huì)降低復(fù)合材料的斷裂伸長率和沖擊能；而采用POF（20 wt%）和DPS（20 wt%）共同加填后，HDPE/POF/DPS/MAPE 復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性、結(jié)晶度、塑性和沖擊韌性都得到了提高，表明DPS對(duì)復(fù)合材料的穩(wěn)定性、結(jié)晶度、拉伸強(qiáng)度和韌性間的平衡起著重要作用。

2.7 其他應(yīng)用

除上述應(yīng)用外，脫墨污泥在替代再生纖維、制磚、水泥加填劑和燃料乙醇等方面也有著廣泛的應(yīng)用前景。

Yin等［8］通過分離回收脫墨污泥（DS）和消化后脫墨污泥（DDS）中的再生纖維并將其用于生產(chǎn)瓦楞原紙；結(jié)果表明，脫墨污泥（DS 和DDS）中再生纖維含量達(dá)到41.8 wt%～43.2 wt%，其中，細(xì)小纖維含量超過76%；當(dāng)再生纖維（從DDS中分離回收得到）加填量≤30 wt%時(shí)，可生產(chǎn)出合格的瓦楞原紙。

Singh等［24］采用脫墨污泥和沖積土混合制備建筑用磚；結(jié)果表明，脫墨污泥中含有CaO、TiO2、Fe2O3、MgO和K2O等助熔組分，能降低建筑用磚的燒制溫度；隨著混合體系中脫墨污泥添加量的提高，產(chǎn)物中形成孔隙相互連通的多孔結(jié)構(gòu)，使得制備得到的燒結(jié)黏土磚導(dǎo)熱系數(shù)降低，吸水率和表觀孔隙率增大；當(dāng)脫墨污泥的添加量為15 wt%、燒制溫度為950℃時(shí)，制備得到的燒結(jié)黏土磚在風(fēng)化、抗壓強(qiáng)度和吸水率方面可完全滿足印度標(biāo)準(zhǔn)局（BIS）第10類的要求，且最終產(chǎn)品的隔熱性能更優(yōu)異。

脫墨污泥中有機(jī)物和殘留的纖維一般被認(rèn)為可以改變水泥砂漿的物理與機(jī)械特性（如流動(dòng)性能、凝結(jié)時(shí)間和吸水率）。Yan等［23］向水泥砂漿中添加脫墨污泥發(fā)現(xiàn)，添加脫墨污泥可以顯著降低水泥砂漿的流動(dòng)性能并增加凝結(jié)時(shí)間，同時(shí)可以提高水泥砂漿的吸水率和透水孔隙體積。向水泥砂漿中添加2.5 wt%的脫墨污泥，不會(huì)顯著影響其物理和力學(xué)性能，因此，脫墨污泥可作為混凝土砌塊產(chǎn)品的補(bǔ)充添加物。

脫墨污泥中含有大量的細(xì)小纖維，也是一種很有吸引力的生物質(zhì)資源，其成本低且無需嚴(yán)格的預(yù)處理即可進(jìn)行酶解發(fā)酵并制備燃料乙醇。Chen 等［41］采用纖維分析篩對(duì)脫墨污泥中纖維和灰分進(jìn)行初步分離（或分級(jí)），然后對(duì)分級(jí)后富含纖維的組分進(jìn)行酶解發(fā)酵制備燃料乙醇；結(jié)果表明，脫墨污泥經(jīng)過400目篩網(wǎng)分級(jí)后，富含纖維的組分中灰分去除率達(dá)到98.7 wt%，纖維得率達(dá)到63.1 wt%，灰分的去除可降低其對(duì)纖維素酶的吸附量及酶解調(diào)酸量，從而提高糖轉(zhuǎn)化率和乙醇產(chǎn)率。

3 結(jié)語及展望

在脫墨污泥產(chǎn)量大及污泥處理處置國家政策新導(dǎo)向的背景下，脫墨污泥資源化利用是解決再生纖維制漿企業(yè)環(huán)境問題的關(guān)鍵。脫墨污泥中纖維含量和灰分都較高，是一種有較高利用價(jià)值的潛在資源。近年來，國內(nèi)外對(duì)脫墨污泥資源化進(jìn)行了大量的研究，特別在脫墨污泥熱解（制備生物炭和生物油等）、堆肥和營養(yǎng)基等方面已取得一定成果。目前，國內(nèi)對(duì)脫墨污泥的資源化利用項(xiàng)目集中在利用脫墨污泥進(jìn)行再造紙（2019年岳陽林紙股份有限公司的脫墨污泥綜合利用項(xiàng)目，2018年浙江山鷹紙業(yè)有限公司的造紙脫墨污泥回用生產(chǎn)瓦楞原紙技改項(xiàng)目）。由于受造紙?jiān)喜▌?dòng)和生產(chǎn)工藝影響，脫墨污泥成分復(fù)雜且變化大，造成其在資源化利用過程中產(chǎn)品質(zhì)量或工藝條件控制困難，限制了脫墨污泥的資源化利用轉(zhuǎn)向產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。因此，今后脫墨污泥的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，需要從脫墨污泥生命周期的角度對(duì)產(chǎn)品價(jià)值與應(yīng)用成本進(jìn)行綜合考慮。