【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(fèi),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(yán)重的環(huán)境污染。本課題就是在以上的倆個(gè)問題的基礎(chǔ)上提出來的,采用玉米秸稈炭化的方式對(duì)養(yǎng)豬廢水進(jìn)行吸附實(shí)驗(yàn)。主要做了以下研究:根據(jù)炭化溫度、炭化時(shí)間、秸稈長(zhǎng)度這三個(gè)因素采用正交實(shí)驗(yàn)對(duì)于玉米秸稈進(jìn)行炭化,測(cè)量不同炭化條件下玉米秸稈的相關(guān)指標(biāo),包括孔隙度、比表面積、出炭率、有機(jī)質(zhì)等。將正交實(shí)驗(yàn)的16組玉米秸稈炭對(duì)模擬的氨氮、總磷的廢水進(jìn)行吸附實(shí)驗(yàn),初步了解各個(gè)組合的玉米秸稈炭的吸附能力,為玉米秸稈炭對(duì)養(yǎng)豬廢水的吸附實(shí)驗(yàn)做準(zhǔn)備。通過模擬實(shí)驗(yàn)階段選擇出最優(yōu)的4組玉米秸稈對(duì)養(yǎng)豬廢水進(jìn)行吸附實(shí)驗(yàn),通過吸附實(shí)驗(yàn)不同的投加量確定最優(yōu)的吸附組合,進(jìn)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(shí)間、攪拌時(shí)間的吸附實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)的最后一個(gè)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(duì)比實(shí)驗(yàn)得出吸附后玉米秸稈炭的各項(xiàng)理化性指標(biāo),同時(shí)觀察油菜的出苗率與株重確定吸附后玉米秸稈炭對(duì)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(shí)驗(yàn)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(shí)間與攪拌時(shí)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(shí)間在90min對(duì)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(shí)間下,攪拌時(shí)間為90min時(shí)對(duì)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(yīng)用在農(nóng)業(yè)上測(cè)定的最優(yōu)的一組出苗率為73%,株重達(dá)78.9g,出苗率高于空白對(duì)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(jìn)行了資源的二次利用。
【學(xué)位授予單位】：沈陽建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：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(cè)定逡逑生物炭性質(zhì)包括比表面積、吸附容量、有機(jī)質(zhì)、全氮、速效磷、ｐＨ值等。逡逑（１）比表面積的測(cè)量方法：ＢＥＴ容量法逡逑ＢＥＴ容量法測(cè)量物體的比表面積，主要分為兩個(gè)階段：預(yù)處理階段和測(cè)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(shè)置脫氣時(shí)間和脫氣溫度，進(jìn)行脫氣。脫氣結(jié)束逡逑后，待樣品管冷卻至室溫時(shí)，取下樣品管，稱重。然后將經(jīng)過預(yù)處理的樣品管接到儀器分逡逑析站中，打開Ｈｎｅ－Ｓｏｒｂ－３０２０軟件，設(shè)置，點(diǎn)擊開始，進(jìn)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(jìn)行設(shè)置，隨后會(huì)進(jìn)入到測(cè)試進(jìn)行界面，點(diǎn)擊開逡逑始，通入氮?dú)�。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(duì)正。當(dāng)達(dá)到所需真空度后系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出的結(jié)論為：玉米秸桿炭在炭化時(shí)間相同的情況下隨著炭化溫度逡逑的升高有機(jī)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(shí)間的增加有機(jī)質(zhì)的逡逑含量隨著炭化時(shí)間的增加有機(jī)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(jī)質(zhì)平均含量百分?jǐn)?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(jī)質(zhì)在不同的炭化時(shí)間跟炭化溫度下清晰呈現(xiàn)隨著炭化時(shí)間逡逑的增長(zhǎng)以及炭化溫度的增加而減小的規(guī)律，當(dāng)玉米秸稈炭在１．５￣２ｈ時(shí)，秸稈炭中的有機(jī)質(zhì)逡逑含量降低速度相對(duì)緩慢，當(dāng)玉米秸桿的炭化時(shí)間在２￣２．５ｈ時(shí)，秸稈炭中的有機(jī)質(zhì)含量降低逡逑顯著；炭化時(shí)間大于２．５ｈ時(shí)，有機(jī)質(zhì)含量的下降趨勢(shì)緩慢，基本趨于平穩(wěn)。影響玉米秸稈逡逑炭中的有機(jī)質(zhì)含量的因素是炭化時(shí)間與炭化溫度，通過實(shí)驗(yàn)分析表明炭化溫度跟秸稈炭中逡逑的有機(jī)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(jī)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(jī)質(zhì)含量相對(duì)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(shí)間邋ｈ逡逑圖２．２玉米秸稈炭ｐＨ值隨溫度時(shí)間的變化逡逑Ｆｉｇ．２．２ＰＨｃｈａｎｇｅｏｆｍａｉｚｅｓｔｒａｗｃｈａｒｃｏａｌｗｉｔｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｔｉｍｅ逡逑２．３．２玉米秸稈炭有機(jī)質(zhì)含量隨溫度和時(shí)間的變化逡逑根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出的結(jié)論為：玉米秸桿炭在炭化時(shí)間相同的情況下隨著炭化溫度逡逑的升高有機(jī)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(shí)間的增加有機(jī)質(zhì)的逡逑含量隨著炭化時(shí)間的增加有機(jī)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(jī)質(zhì)平均含量百分?jǐn)?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(jī)質(zhì)在不同的炭化時(shí)間跟炭化溫度下清晰呈現(xiàn)隨著炭化時(shí)間逡逑的增長(zhǎng)以及炭化溫度的增加而減小的規(guī)律，當(dāng)玉米秸稈炭在１．５￣２ｈ時(shí)，秸稈炭中的有機(jī)質(zhì)逡逑含量降低速度相對(duì)緩慢，當(dāng)玉米秸桿的炭化時(shí)間在２￣２．５ｈ時(shí)，秸稈炭中的有機(jī)質(zhì)含量降低逡逑顯著；炭化時(shí)間大于２．５ｈ時(shí)，有機(jī)質(zhì)含量的下降趨勢(shì)緩慢，基本趨于平穩(wěn)。影響玉米秸稈逡逑炭中的有機(jī)質(zhì)含量的因素是炭化時(shí)間與炭化溫度，通過實(shí)驗(yàn)分析表明炭化溫度跟秸稈炭中逡逑的有機(jī)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(jī)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(jī)質(zhì)含量相對(duì)降低。逡逑

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2770224