生物炭对沼液中氨氮的吸附效果研究.pdf

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1、第２期总第２４８期农业科技与装备Ｎo．２ＴotａlＮo．２４８２０１５年２月ＡｇｒｉｃｕltｕｒａlＳｃｉｅnｃｅ＆ＴｅｃhnoloｇyａnｄＥｑｕｉｐｍｅntＦｅｂ．２０１５生物炭对沼液中氨氮的吸附效果研究时晓旭，王聪，高梦柯（沈阳农业大学工程学院，沈阳１１０８６６）摘要：以废弃果树枝制备的生物炭（苹果枝炭和梨枝炭）为对象，研究吸附时间、种类、投加量、外观性状对沼液中氨氮吸附效果的影响。结果表明：沼液中氨氮去除率随着生物炭用量的增加而升高，最佳投加量为20g／Ｌ，60mｉn内基本达到吸附饱和；不同原料制得的生物炭的吸附能力有所

2、差别，苹果枝生物炭的吸附能力要强于梨枝生物炭；生物炭的外观性状对吸附能力的影响不明显。关键词：生物炭；沼液；氨氮；吸附中图分类号：X712文献标识码：Ａ文章编号：1674-1161（2015）02-0003-03随着规模化养殖的不断发展，大中型养殖业的粪将其中一部分研磨后过60目筛，以下简称ＡT；未研污处理问题也逐渐显露出来。畜禽粪便随意排放会严磨部分简称ＢＡ。重影响周边环境，而大中型沼气工程是解决问题的最梨枝炭：梨枝取自沈阳农业大学北山果树科研基佳途径。然而，厌氧发酵产生的沼液中含有大量的氮、地，制备方法同苹果枝炭。将其中一部

3、分研磨后过60磷及腐殖酸等，大量沼液直接排放到河流中会使水体目筛，以下简称ＰT；未研磨部分简称ＢＰ。富养化，对环境造成二次污染。因此，在实际工程实践沼液：采集于沈阳周边某沼气工程沼液储存池。中，为了使沼液达到安全排放标准，需要加入其他的１.２生物炭对沼液中氨氮吸附性能研究方法处理单元，如利用植物、湿地系统等深度处理发酵废１．２．１不同吸附时间对吸附性能的影响向2组碘量瓶中液。这些方法尽管有效，但是会耗费大量资金和土地，加入200mＬ沼液，并分别加入4gＡT和ＰT，加塞后处理不当还会污染环境。吸附法是较简单、经济的处放入恒温振荡培

4、养箱，在5℃，200ｒ／mｉn条件下振理污水的方法之一，生物炭以其丰富的孔隙结构和较荡。每隔15mｉn测定氨氮含量，直至120mｉn为止。高的比表面积成为理想的吸附材料。研究表明：生物１．２．２不同投加量对吸附性能的影响向6组装有200炭对各类污染物都有一定的吸附作用。mＬ沼液的碘量瓶中分别投加2，3，4，5，6，7gＡT，加为合理利用农业废弃物，防止资源浪费和焚烧等塞后放入恒温振荡培养箱，在25℃，200ｒ／mｉn条件造成的环境污染，本文以修剪废弃果树枝条为原料，下振荡一定时间后取出，测定氨氮含量。将其在一定条件下热解制备成为

5、生物炭，尝试利用果１．２．３不同外观性状对吸附性能的影响向装有200mＬ树枝生物炭的吸附特性吸附水体中的污染物，达到净沼液的碘量瓶中分别投加2gＡT和ＢＡ，加塞后放入化水质的目的。主要考察苹果枝和梨枝制备的生物炭恒温振荡培养箱，在25℃，200ｒ／mｉn条件下振荡一对沼液中氨氮的吸附效果，为生物炭的实际应用提供定时间后取出，测定氨氮含量。科学依据。１.３沼液中氨氮含量分析方法１材料与方法参照HJ535—2009纳氏试剂分光光度法测定氨１.１试验材料氮含量，氨氮浓度计算公式为：苹果枝炭：苹果枝取自沈阳农业大学北山果树科ρN＝Ａｓ-

6、Ａｂ-ａｂ·Ｖ研基地，取回后经去离子水洗涤去杂质，晒干后裁剪式中：ρN为水样中氨氮的质量浓度，mg／Ｌ；Ａｓ为为长约1.5cm的小段，用坩埚盛装、压实，放入马弗水样的吸光度；Ａｂ为空白试验的吸光度；ａ为校准曲炉中在600℃下热解炭化，滞留30mｉn，制得生物炭。线的截距；ｂ为校准曲线的斜率；Ｖ为试样的体积，mＬ。收稿日期：2015-01-15１.４数据分析方法基金项目：辽宁省自然科学基金（２０１３０２０１１９）试验数据经过异常值剔除后，用Eｘcel软件进行作者简介：时晓旭（１９８８—），男，硕士，从事农业生物环境与能分析。源工程

7、方面的研究工作。4农业科技与装备２０１５年２月２结果与分析量的增加而缓增。这是因为沼液中氨氮浓度一定，生２.１吸附时间对生物炭吸附氨氮效果的影响物炭的投加量越多，可提供的吸附点位越多，氨氮就不同吸附时间内生物炭对氨氮的吸附效果如图越容易与吸附剂上的活性位点结合而被吸附，氨氮吸1所示。附量就越大；但随着生物炭浓度的增加，其表面活性点位会产生竞争吸附，使得单位面积上的氨氮吸附量逐渐减少。综合考虑，确定生物炭的最佳投加量为20g／Ｌ。２.３外观性状对生物炭吸附氨氮效果的影响不同外观性状的生物炭对氨氮的吸附效果如图3所示。图１不同吸附时

8、间下氨氮含量变化情况Ｆiｇｕｒｅ1Ｃontｅntｃhａnｇinｇoｆａｍｍoniａnitｒoｇｅnindiｆｆｅｒｅntａdｓoｒptiontiｍｅ由图1可见：2组吸附试验中氨氮浓度随时间的变化均表现出相似的变化趋势，即随着时间的增加氨氮的浓度先逐渐降低，在前4