【摘要】：我國農(nóng)作物秸稈產(chǎn)量多,秸稈多以焚燒方式解決,不僅造成了資源浪費,而且污染環(huán)境;養(yǎng)豬用戶在逐年增加,養(yǎng)豬產(chǎn)生的廢水也在逐年增加,大多是的養(yǎng)豬廢水都未經(jīng)處理直接排放,造成嚴重的環(huán)境污染。本課題就是在以上的倆個問題的基礎(chǔ)上提出來的,采用玉米秸稈炭化的方式對養(yǎng)豬廢水進行吸附實驗。主要做了以下研究:根據(jù)炭化溫度、炭化時間、秸稈長度這三個因素采用正交實驗對于玉米秸稈進行炭化,測量不同炭化條件下玉米秸稈的相關(guān)指標,包括孔隙度、比表面積、出炭率、有機質(zhì)等。將正交實驗的16組玉米秸稈炭對模擬的氨氮、總磷的廢水進行吸附實驗,初步了解各個組合的玉米秸稈炭的吸附能力,為玉米秸稈炭對養(yǎng)豬廢水的吸附實驗做準備。通過模擬實驗階段選擇出最優(yōu)的4組玉米秸稈對養(yǎng)豬廢水進行吸附實驗,通過吸附實驗不同的投加量確定最優(yōu)的吸附組合,進而探究在最優(yōu)的炭化組合條件下探究影響玉米秸稈炭與養(yǎng)豬廢水的吸附時間、攪拌時間的吸附實驗。實驗的最后一個階段是吸附后的玉米秸稈炭的處理與處置,將作為吸附劑的玉米秸稈炭制成生物基質(zhì),通過對比實驗得出吸附后玉米秸稈炭的各項理化性指標,同時觀察油菜的出苗率與株重確定吸附后玉米秸稈炭對于農(nóng)業(yè)的作用,為吸附劑的最終的處理與處置提供新的思路。本文得出的主要研究成果如下:通過吸附實驗確定的4組玉米秸稈炭的組合分別是 A(2.5h、500℃、4cm)、B(1.5h、350℃、3cm)、N(1.5h、500℃、5cm)、O(2.5h、600℃、4cm);這四組最優(yōu)玉米秸稈炭在相同的投加量、吸附時間與攪拌時間的作用下,確定出最優(yōu)的炭化組合A(2.5h、500℃、4cm)以及最優(yōu)的投加量1:200。在最優(yōu)投加量跟炭化組合下,吸附時間在90min對養(yǎng)豬廢水的吸附效果最優(yōu),在最優(yōu)投加量與炭化組合以及吸附時間下,攪拌時間為90min時對養(yǎng)豬廢水中的氨氮、總磷、SS、COD的吸附效果最好。最終將吸附前、后的玉米秸稈炭應用在農(nóng)業(yè)上測定的最優(yōu)的一組出苗率為73%,株重達78.9g,出苗率高于空白對照組20%,株重高出10g左右,為吸附劑的最終處理處置開辟了新的思路,緩解了吸附劑最終處理困難的問題,進行了資源的二次利用。
【學位授予單位】：沈陽建筑大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：X713
【圖文】：

圖２．１炭化后玉米秸稈（生物炭）逡逑Ｆｉｇ．２．１邋Ａｆｔｅｒｔｈｅｃａｒｂｏｎｉｚｅｄｃｏｒｎｓｔｒａｗ（ｂｉｏｃｈａｒ）逡逑．１．３生物炭理化性質(zhì)的測定逡逑生物炭性質(zhì)包括比表面積、吸附容量、有機質(zhì)、全氮、速效磷、ｐＨ值等。逡逑（１）比表面積的測量方法：ＢＥＴ容量法逡逑ＢＥＴ容量法測量物體的比表面積，主要分為兩個階段：預處理階段和測試階段。首先逡逑將樣品上己經(jīng)吸附的氣體或蒸汽分子去除掉，取樣品器稱重，然后在樣品器中加入１４０ｍｇ逡逑左右的樣品再稱重，然后將樣品管接到ｎｎｅ－Ｓｏｒｂ－３０２０型比表面及孔隙度分析儀脫氣站，逡逑打開真空栗，打開ｎｎｅ－Ｓｏｒｂ－ＳＯＳＯ軟件，設置脫氣時間和脫氣溫度，進行脫氣。脫氣結(jié)束逡逑后，待樣品管冷卻至室溫時，取下樣品管，稱重。然后將經(jīng)過預處理的樣品管接到儀器分逡逑析站中，打開Ｈｎｅ－Ｓｏｒｂ－３０２０軟件，設置，點擊開始，進行系統(tǒng)檢漏和抽真空，待前面操逡逑作結(jié)束后關(guān)閉軟件。接著再次打開軟件，進行設置，隨后會進入到測試進行界面，點擊開逡逑始，通入氮氣。將裝有液氮的杜瓦瓶慢慢放入冷阱電梯與分析站電梯托盤，檢查兩者的開逡逑口是否對正。當達到所需真空度后系統(tǒng)會自動上升冷阱電梯，分析站電梯上升。一系列的逡逑一。逡逑

根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可以得出的結(jié)論為：玉米秸桿炭在炭化時間相同的情況下隨著炭化溫度逡逑的升高有機質(zhì)的含量在逐漸降低，在炭化溫度相同的情況下隨著炭化時間的增加有機質(zhì)的逡逑含量隨著炭化時間的增加有機質(zhì)含量在逐漸降低。如圖２．３在不同炭化溫度下玉米秸稈炭逡逑中的有機質(zhì)平均含量百分數(shù)為６６％邋（３５０°Ｃ）邋＞６３％邋（４００°Ｃ）邋＞５４％邋（５００°Ｃ）邋＞４６．２５％逡逑（６００°Ｃ）。玉米秸稈炭中的有機質(zhì)在不同的炭化時間跟炭化溫度下清晰呈現(xiàn)隨著炭化時間逡逑的增長以及炭化溫度的增加而減小的規(guī)律，當玉米秸稈炭在１．５￣２ｈ時，秸稈炭中的有機質(zhì)逡逑含量降低速度相對緩慢，當玉米秸桿的炭化時間在２￣２．５ｈ時，秸稈炭中的有機質(zhì)含量降低逡逑顯著；炭化時間大于２．５ｈ時，有機質(zhì)含量的下降趨勢緩慢，基本趨于平穩(wěn)。影響玉米秸稈逡逑炭中的有機質(zhì)含量的因素是炭化時間與炭化溫度，通過實驗分析表明炭化溫度跟秸稈炭中逡逑的有機質(zhì)的含量呈現(xiàn)出極其顯著的關(guān)系。即在３５０°Ｃ下玉米秸稈炭中的有機質(zhì)的含量累積逡逑最多，在高溫６００°Ｃ下玉米秸稈炭中的有機質(zhì)含量相對降低。逡逑

邐｜邋！Ｍ邋６００－ｃ邋ｌ逡逑■ｌｉｍｉｌ逡逑１．５ｈ邐２ｈ邐２．５ｈ邐３ｈ邋時間邋ｈ逡逑圖２．２玉米秸稈炭ｐＨ值隨溫度時間的變化逡逑Ｆｉｇ．２．２ＰＨｃｈａｎｇｅｏｆｍａｉｚｅｓｔｒａｗｃｈａｒｃｏａｌｗｉｔｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｔｉｍｅ逡逑２．３．２玉米秸稈炭有機質(zhì)含量隨溫度和時間的變化逡逑根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可以得出的結(jié)論為：玉米秸桿炭在炭化時間相同的情況下隨著炭化溫度逡逑的升高有機質(zhì)的含量在逐漸降低，在炭化溫度相同的情況下隨著炭化時間的增加有機質(zhì)的逡逑含量隨著炭化時間的增加有機質(zhì)含量在逐漸降低。如圖２．３在不同炭化溫度下玉米秸稈炭逡逑中的有機質(zhì)平均含量百分數(shù)為６６％邋（３５０°Ｃ）邋＞６３％邋（４００°Ｃ）邋＞５４％邋（５００°Ｃ）邋＞４６．２５％逡逑（６００°Ｃ）。玉米秸稈炭中的有機質(zhì)在不同的炭化時間跟炭化溫度下清晰呈現(xiàn)隨著炭化時間逡逑的增長以及炭化溫度的增加而減小的規(guī)律，當玉米秸稈炭在１．５￣２ｈ時，秸稈炭中的有機質(zhì)逡逑含量降低速度相對緩慢，當玉米秸桿的炭化時間在２￣２．５ｈ時，秸稈炭中的有機質(zhì)含量降低逡逑顯著；炭化時間大于２．５ｈ時，有機質(zhì)含量的下降趨勢緩慢，基本趨于平穩(wěn)。影響玉米秸稈逡逑炭中的有機質(zhì)含量的因素是炭化時間與炭化溫度，通過實驗分析表明炭化溫度跟秸稈炭中逡逑的有機質(zhì)的含量呈現(xiàn)出極其顯著的關(guān)系。即在３５０°Ｃ下玉米秸稈炭中的有機質(zhì)的含量累積逡逑最多，在高溫６００°Ｃ下玉米秸稈炭中的有機質(zhì)含量相對降低。逡逑

【參考文獻】

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本文編號：2770224