玉米秸稈作為我國的主要農(nóng)業(yè)廢棄物之一,其處理問題一直沒有得到有效的解決,使政府和廣大農(nóng)戶備受困擾。沒有適當?shù)奶幹梅椒?秸稈只能被焚燒處理,秸稈直接焚燒會產(chǎn)生大量有害氣體對周圍環(huán)境和人體健康造成嚴重危害。本論文通過將玉米秸稈浸提處理制備植物營養(yǎng)液和用ZnCl_2活化在無氧條件下煅燒制備生物炭用來吸附染料廢水中的亞甲基藍、羅丹明B和生活污水中的氨氮,不僅解決了玉米秸稈難處理的問題同時還將秸稈作為營養(yǎng)液還田使用,減少了農(nóng)業(yè)上對化肥的使用,緩解了因過度使用化學肥料對土壤和水體造成的危害,同時將秸稈制備成生物炭后,還可以用來吸附水中的污染物,將秸稈進一步的資源化利用。本論文的研究內(nèi)容主要有以下兩個方面:(1)玉米秸稈在水中浸提處理將氮、磷、鉀等營養(yǎng)物質(zhì)浸提出來制備植物營養(yǎng)液,在浸提過程中加入微生物去除營養(yǎng)液中的化感物質(zhì)。經(jīng)過試驗研究發(fā)現(xiàn)秸稈與水質(zhì)量比為1:15時浸提處理5天時營養(yǎng)液中的氮、磷、鉀達到最大值分別為氮含量223.3 mg·L~(-1)、磷含量75.1 mg·L~(-1)、鉀含量240.7 mg·L~(-1)。與未加入微生物的營養(yǎng)液相比,加入微生物后浸提處理的營養(yǎng)液中化感物質(zhì)(酚類化合物和萜類化合物)的含量有明顯的減少,酚類化合物從17.4 mg·L~(-1)下降到了3.6 mg·L~(-1),萜類化合物從37.4 mg·L~(-1)下降到了6.7 mg·L~(-1)。在浸提過程中,在產(chǎn)酸菌的作用下營養(yǎng)液的pH會逐漸降低,在本實驗中用磷酸氫二鉀和磷酸二氫鉀調(diào)節(jié)營養(yǎng)液至所需的pH。(2)將玉米秸稈用ZnCl_2活化后在氮氣爐中550℃煅燒制備了生物炭,用XRD、FT-IR、SEM和BET對生物炭進行表征,分析了生物炭的晶相、表面官能團、形貌和比表面積及孔徑。并研究了不同活化程度的生物炭、生物炭的不同用量、溶液的不同初始濃度、不同pH、不同溫度的條件下對吸附印染廢水中亞甲基藍、羅丹明B和生活污水中氨氮的吸附效果。實驗結(jié)果表明,經(jīng)濃度為30wt%的ZnCl_2溶液活化的生物炭對濃度分別為100 mg·L~(-1)、25 mg·L~(-1)和21.3 mg·L~(-1)的亞甲基藍、羅丹明B和氨氮吸附率達到了97.1%和93.1%和22.9%,可以看出玉米秸稈制備的生物炭在吸附污染物方面有著極佳的性能,并且生物炭的活化程度越高吸附性能越好。在實驗中還研究了生物炭吸附亞甲基藍、羅丹明B的循環(huán)使用能力,在5次循環(huán)使用后仍有良好的吸附效果,說明生物炭具有良好的循環(huán)使用能力。
【學位單位】：黑龍江大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：X703
【部分圖文】：

圖 1-1 我國玉米年產(chǎn)量分布Fig. 1-1 Annual corn production distribution in China盡管玉米在我國分布范圍廣、產(chǎn)量大，但玉米秸稈的處理問題一直沒有得到良好的解決。玉米秸稈的不當處理不僅會對生態(tài)環(huán)境造成嚴重的危害，同時還會極大程度上影響人體健康。在一些地區(qū)大部分秸稈沒有經(jīng)過有效的處理被隨意丟棄或直接露天焚燒，而秸稈直接焚燒可能會帶來區(qū)域環(huán)境污染[15]，秸稈在燃燒時將產(chǎn)生大量的空氣污染物，如煙塵、二氧化硫、氮氧化物和多環(huán)芳烴等[16][17]，這些污染物會導致空氣質(zhì)量惡化并對人體的眼睛、喉嚨、氣管、肺部造成危害，威脅人們的身體健康[18]。1.2.2 玉米秸稈資源化利用方式秸稈是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最主要的生物資源之一，近年來，隨著對環(huán)境污染的日益

黑龍江大學碩士學位論文含量越高。圖（d）為玉米秸稈與水質(zhì)量比為 1:15 時浸提處理五天營養(yǎng)液中氮、磷、鉀含量的對比，可以看出浸提營養(yǎng)液中鉀的含量最高，磷的含量略低于鉀的含量，而磷的含量遠遠低于氮、磷的含量，表明營養(yǎng)液是以鉀肥、磷肥為主的復合有機肥料。

第 3 章 玉米秸稈浸提植物營養(yǎng)液的研究產(chǎn)生化感作用的化學物質(zhì)被定義為“化感物質(zhì)”[69]。20 世紀 70 年代 E生植物產(chǎn)生的化感物質(zhì)主要有萜類化合物和酚類化合物兩種，這兩浸提液中同樣存在，并會對營養(yǎng)液施用后的作物生長效果產(chǎn)生一定實驗通過向浸提液中加入微生物來，利用微生物自身的代謝作用來的萜類化合物和酚類化合物，以減少甚至消除其在作物生長過程中產(chǎn)生抑制效果。

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