發(fā)布時間：2025-01-06 07:06

　　生物質炭(Biochar)是新近提出的一項應對溫室效應的技術措施,同時也是一項提高土壤肥力的新舉措,是當前研究的熱點之一。針對生物質炭研究中集中在酸性土壤、短期培養(yǎng)試驗、單季田間試驗的現狀,結合生物質能源生產中催化劑普遍使用的實際情況,本文從普通生物質炭對石灰性土壤性質及作物產量的長期影響出發(fā),通過實驗室小型設備,研究催化劑對污泥水熱炭化過程和作物秸稈干裂解過程和產物性質的影響,分析催化劑對生物質炭性質的影響,為其進一步農業(yè)應用提供實驗依據。研究主要結果如下： 催化劑可縮短加熱水熱炭化過程的加熱時間9-23%,具有一定的節(jié)約能耗效果。催化劑可顯著降低水熱炭中C、N含量,極大清除污泥伴生污水中的P；CaO可顯著提高污泥水熱炭的酸緩沖性和pH,催化劑可降低水熱炭的炭化度。催化劑可顯著降低水熱液中C的濃度,顯著提高水熱液的生化降解性,極大降低P的富營養(yǎng)化風險。水熱炭化使分散態(tài)重金屬集中分布于水熱炭、水熱液及焦油中,CaO對水熱炭中重金屬含量和活性的影響高于FeCl3, CaO可提高酸溶態(tài)重金屬的比例,而FeCl3對7種重金屬的活性無明顯影響。 K2C03或K2CO3/CaO混合物均...

【文章頁數】：111 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內外研究現狀
        1.2.1 生物質炭的農業(yè)應用
        1.2.2 催化劑在市政污泥水熱炭化處理中的應用
        1.2.3 催化劑在秸稈干裂解中的應用
    1.3 研究不足與亟待解決的問題
    1.4 研究目標
    1.5 研究內容
    1.6 技術路線
第二章 催化劑對市政污泥水熱炭化進程及產物基礎性質的影響
    2.1 引言
    2.2 材料與方法
        2.2.1 材料
        2.2.2 試驗過程
        2.2.3 測定方法
        2.2.4 數據處理方法
    2.3 結果分析
        2.3.1 催化劑對水熱炭化過程中反應條件的影響
        2.3.2 催化劑對水熱炭化產物性質的影響
    2.4 討論
        2.4.1 催化劑對市政污泥水熱炭化反應條件的影響
        2.4.2 催化劑對市政污泥水熱炭化產物性質的影響
    2.5 結論
第三章 催化劑對市政污泥水熱炭性質的影響
    3.1 引言
    3.2 材料與方法
        3.2.1 材料
        3.2.2 試驗過程
        3.2.3 指標測定與計算
        3.2.4 數據處理方法
    3.3 結果分析
        3.3.1 催化劑對污泥水熱炭基本元素分布的影響
        3.3.2 催化劑對水熱炭化學性質的影響
        3.3.3 催化劑對水熱炭炭化程度的影響
        3.3.4 催化劑在炭化產物中的分布
    3.4 討論
        3.4.1 基本元素在炭化產物間的分布
        3.4.2 水熱炭的化學性質
        3.4.3 水熱炭的炭化程度
    3.5 結論
第四章 催化劑對污泥水熱液的影響
    4.1 引言
    4.2 材料與方法
        4.2.1 材料與試驗過程
        4.2.2 指標測定與計算
        4.2.3 數據處理方法
    4.3 結果分析
        4.3.1 催化劑對水熱液元素含量的影響
        4.3.2 催化劑對水熱液生化降解性的影響
        4.3.3 催化劑對水熱液化學性質的影響
    4.4 討論
        4.4.1 催化劑對市政污泥脫水性能的影響
        4.4.2 催化劑對水熱液元素濃度的影響機理
        4.4.3 催化劑對水熱液生化處理難易程度的影響
    4.5 結論
第五章 催化劑對市政污泥水熱炭化產物重金屬的影響
    5.1 引言
    5.2 材料與方法
        5.2.1 材料與試驗方法
        5.2.2 指標測定與計算
        5.2.3 數據處理方法
    5.3 結果分析
        5.3.1 催化劑對污泥水熱炭化產物重金屬濃度的影響
        5.3.2 催化劑對重金屬在固、液產物間分配的影響
        5.3.3 催化劑對污泥水熱炭重金屬形態(tài)的影響
    5.4 討論
        5.4.1 重金屬分布
        5.4.2 重金屬形態(tài)
    5.5 結論
第六章 催化劑對水稻秸稈干裂解生物質炭性質的影響
    6.1 引言
    6.2 材料與方法
        6.2.1 供試材料
        6.2.2 干裂解過程
        6.2.3 測定方法
        6.2.4 數據統(tǒng)計分析
    6.3 結果與分析
        6.3.1 催化劑對生物質炭產率的影響
        6.3.2 催化劑對生物質炭基本元素及有效養(yǎng)分含量的影響
        6.3.3 催化劑對生物質炭化學性質及吸附性能的影響
        6.3.4 催化劑對生物質炭有機化合物組分的影響
        6.3.5 催化劑在炭表面的分布情況
    6.4 討論
        6.4.1 催化劑對基本元素含量及化學性質的影響
        6.4.2 催化劑對有機化合物裂解的影響
    6.5 結論
第七章 催化劑對玉米秸稈干裂解產物性質的影響
    7.1 引言
    7.2 材料與方法
        7.2.1 供試材料
        7.2.2 裂解過程
        7.2.3 測定方法
        7.2.4 數據統(tǒng)計分析
    7.3 結果與分析
        7.3.1 催化劑對生物質炭凈產率及灰分的影響
        7.3.2 催化劑對生物質炭基本元素及有效養(yǎng)分含量的影響
        7.3.3 催化劑對生物質炭化學性質及吸附性能的影響
        7.3.4 催化劑對生物質炭化學性質及吸附性能的影響
        7.3.5 催化劑對生物質炭有機化合物組分的影響
        7.3.6 催化劑在炭表面的分布情況
    7.4 討論
        7.4.1 催化劑對基本元素含量及化學性質的影響
        7.4.2 催化劑對有機化合物裂解的影響
    7.5 結論
第八章 生物質炭對潮土作物產量及土壤性質的影響
    8.1 引言
    8.2 材料與方法
        8.2.1 試驗設置
        8.2.2 土壤
        8.2.3 生物質炭
        8.2.4 樣品采集及測定
        8.2.5 數據分析方法
    8.3 結果分析
        8.3.1 作物產量
        8.3.2 土壤性質
    8.4 討論
        8.4.1 作物產量
        8.4.2 土壤pH
        8.4.3 土壤有效養(yǎng)分
    8.5 結論
第九章 結論與展望
    9.1 主要研究結論
    9.2 創(chuàng)新點
    9.3 展望
參考文獻
致謝
作者簡歷



本文編號：4023975