水生態(tài)修復(fù)植物的生物質(zhì)炭制備及對(duì)氨氮、磷的吸附效應(yīng).pdf

1、氮磷的不斷增加導(dǎo)致全球的水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象加劇。湖泊、水庫、河流的富營養(yǎng)化是一個(gè)非常普遍的現(xiàn)象，特別在發(fā)展中國家如中國，因此低成本高效的水體處理技術(shù)尤為重要。人工濕地技術(shù)由于其生物修復(fù)的潛力被認(rèn)為是一種非常有發(fā)展前景的技術(shù)，大量的陸生、水生植物被運(yùn)用于水體氮磷的去除。然而，濕地植物如果不能及時(shí)收割，植物吸收的營養(yǎng)鹽很有可能會(huì)因枯枝落葉而返回到水中，因此植物的收割和后續(xù)處理十分關(guān)鍵。收割后的植物生物量可以用做家畜的食物，也可以通過其他技術(shù)轉(zhuǎn)

2、化為可利用的能源，如生物酒精、沼氣、生物質(zhì)炭等。生物量是一種在全球范圍內(nèi)大量的可再生資源，由于能源的緊缺運(yùn)用生物量作為能源的生產(chǎn)在一些國家逐漸流行。生物質(zhì)炭作為一種富碳的熱解材料，原料來源于廢棄生物量，特別是農(nóng)業(yè)廢棄物，如玉米、甘蔗渣、花生等。活性炭的生產(chǎn)和運(yùn)用已有百年的歷史，由于它發(fā)達(dá)的孔結(jié)構(gòu)和表面官能團(tuán)，在各個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用:包括食品領(lǐng)域中精制糖的脫色，空氣凈化方面的有毒氣體的吸附，醫(yī)藥領(lǐng)域中部分藥物的精制提純，環(huán)保方面的水體修

3、復(fù)，農(nóng)業(yè)利用方面活性炭還可以起到保肥的作用?；钚蕴康闹苽浞椒ú煌?，一般先炭化后活化，活化主要分為物理活化、化學(xué)活化、催化活化三種，根據(jù)不同的需求選擇不同的活化方式。物理活化是其中唯一一種不外加添加劑，僅用氣體活化的的活化方法，好處在于沒有二次污染隱患。目前大多數(shù)研究把生物質(zhì)炭運(yùn)用于重金屬、有機(jī)物的去除上，關(guān)于營養(yǎng)鹽，特別是去除水體氨氮、磷的研究有限。本研究以收割的南川柳、再力花、香根草、綠葦四種水體修復(fù)植物為生物炭來源，通過物理活化過程

4、，在三種不同溫度下，制備成十二種不同的生物質(zhì)活性炭。利用元素分析、比表面積、紅外光譜、電鏡掃描等技術(shù)表征其結(jié)構(gòu)特征，并進(jìn)一步研究了不同生物質(zhì)炭對(duì)氨氮、磷的去除效果及吸附機(jī)理，主要研究結(jié)果如下:
　　 1.12種生物質(zhì)炭通過炭化、活化處理后都具有較大的比表面積。隨著溫度的升高，比表面積增加，碳元素含量升高，pH值升高，而得率、陽離子交換量、氫氧含量下降。再力花活性炭的鎂(Mg)和有效態(tài)磷含量較高，是其他植物生物質(zhì)炭的三倍左右，4種

5、植物生物質(zhì)炭Ca的含量相差不大。通過紅外光譜發(fā)現(xiàn)在600℃下再力花活性炭相對(duì)其他植物生物質(zhì)炭具有更豐富的官能團(tuán)，而600℃再力花活性炭在吸附NH4-N，P后的電鏡圖片與吸附之前相比在表觀上區(qū)別不明顯。
　　 2.4種植物在三種不同溫度下(500、600、700℃)的生物質(zhì)炭對(duì)氨氮(NH4+)的吸附都有較好的效果?；旧想S著濃度的增加，生物質(zhì)炭吸附量逐漸增大。不同植物生物質(zhì)炭，在相同溫度下主要是由于陽離子交換量(CEC)的影響;同