生物質(zhì)炭(Biochar)是新近提出的一項(xiàng)應(yīng)對(duì)溫室效應(yīng)的技術(shù)措施,同時(shí)也是一項(xiàng)提高土壤肥力的新舉措,是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)之一。針對(duì)生物質(zhì)炭研究中集中在酸性土壤、短期培養(yǎng)試驗(yàn)、單季田間試驗(yàn)的現(xiàn)狀,結(jié)合生物質(zhì)能源生產(chǎn)中催化劑普遍使用的實(shí)際情況,本文從普通生物質(zhì)炭對(duì)石灰性土壤性質(zhì)及作物產(chǎn)量的長(zhǎng)期影響出發(fā),通過(guò)實(shí)驗(yàn)室小型設(shè)備,研究催化劑對(duì)污泥水熱炭化過(guò)程和作物秸稈干裂解過(guò)程和產(chǎn)物性質(zhì)的影響,分析催化劑對(duì)生物質(zhì)炭性質(zhì)的影響,為其進(jìn)一步農(nóng)業(yè)應(yīng)用提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。研究主要結(jié)果如下： 催化劑可縮短加熱水熱炭化過(guò)程的加熱時(shí)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(yíng)養(yǎng)化風(fēng)險(xiǎn)。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(duì)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(duì)7種重金屬的活性無(wú)明顯影響。 K2C03或K2CO3/CaO混合物均...

【文章頁(yè)數(shù)】：111 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 生物質(zhì)炭的農(nóng)業(yè)應(yīng)用
        1.2.2 催化劑在市政污泥水熱炭化處理中的應(yīng)用
        1.2.3 催化劑在秸稈干裂解中的應(yīng)用
    1.3 研究不足與亟待解決的問(wèn)題
    1.4 研究目標(biāo)
    1.5 研究?jī)?nèi)容
    1.6 技術(shù)路線
第二章 催化劑對(duì)市政污泥水熱炭化進(jìn)程及產(chǎn)物基礎(chǔ)性質(zhì)的影響
    2.1 引言
    2.2 材料與方法
        2.2.1 材料
        2.2.2 試驗(yàn)過(guò)程
        2.2.3 測(cè)定方法
        2.2.4 數(shù)據(jù)處理方法
    2.3 結(jié)果分析
        2.3.1 催化劑對(duì)水熱炭化過(guò)程中反應(yīng)條件的影響
        2.3.2 催化劑對(duì)水熱炭化產(chǎn)物性質(zhì)的影響
    2.4 討論
        2.4.1 催化劑對(duì)市政污泥水熱炭化反應(yīng)條件的影響
        2.4.2 催化劑對(duì)市政污泥水熱炭化產(chǎn)物性質(zhì)的影響
    2.5 結(jié)論
第三章 催化劑對(duì)市政污泥水熱炭性質(zhì)的影響
    3.1 引言
    3.2 材料與方法
        3.2.1 材料
        3.2.2 試驗(yàn)過(guò)程
        3.2.3 指標(biāo)測(cè)定與計(jì)算
        3.2.4 數(shù)據(jù)處理方法
    3.3 結(jié)果分析
        3.3.1 催化劑對(duì)污泥水熱炭基本元素分布的影響
        3.3.2 催化劑對(duì)水熱炭化學(xué)性質(zhì)的影響
        3.3.3 催化劑對(duì)水熱炭炭化程度的影響
        3.3.4 催化劑在炭化產(chǎn)物中的分布
    3.4 討論
        3.4.1 基本元素在炭化產(chǎn)物間的分布
        3.4.2 水熱炭的化學(xué)性質(zhì)
        3.4.3 水熱炭的炭化程度
    3.5 結(jié)論
第四章 催化劑對(duì)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(yàn)過(guò)程
        4.2.2 指標(biāo)測(cè)定與計(jì)算
        4.2.3 數(shù)據(jù)處理方法
    4.3 結(jié)果分析
        4.3.1 催化劑對(duì)水熱液元素含量的影響
        4.3.2 催化劑對(duì)水熱液生化降解性的影響
        4.3.3 催化劑對(duì)水熱液化學(xué)性質(zhì)的影響
    4.4 討論
        4.4.1 催化劑對(duì)市政污泥脫水性能的影響
        4.4.2 催化劑對(duì)水熱液元素濃度的影響機(jī)理
        4.4.3 催化劑對(duì)水熱液生化處理難易程度的影響
    4.5 結(jié)論
第五章 催化劑對(duì)市政污泥水熱炭化產(chǎn)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(yàn)方法
        5.2.2 指標(biāo)測(cè)定與計(jì)算
        5.2.3 數(shù)據(jù)處理方法
    5.3 結(jié)果分析
        5.3.1 催化劑對(duì)污泥水熱炭化產(chǎn)物重金屬濃度的影響
        5.3.2 催化劑對(duì)重金屬在固、液產(chǎn)物間分配的影響
        5.3.3 催化劑對(duì)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(jié)論
第六章 催化劑對(duì)水稻秸稈干裂解生物質(zhì)炭性質(zhì)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(guò)程
        6.2.3 測(cè)定方法
        6.2.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析
    6.3 結(jié)果與分析
        6.3.1 催化劑對(duì)生物質(zhì)炭產(chǎn)率的影響
        6.3.2 催化劑對(duì)生物質(zhì)炭基本元素及有效養(yǎng)分含量的影響
        6.3.3 催化劑對(duì)生物質(zhì)炭化學(xué)性質(zhì)及吸附性能的影響
        6.3.4 催化劑對(duì)生物質(zhì)炭有機(jī)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(duì)基本元素含量及化學(xué)性質(zhì)的影響
        6.4.2 催化劑對(duì)有機(jī)化合物裂解的影響
    6.5 結(jié)論
第七章 催化劑對(duì)玉米秸稈干裂解產(chǎn)物性質(zhì)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(guò)程
        7.2.3 測(cè)定方法
        7.2.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析
    7.3 結(jié)果與分析
        7.3.1 催化劑對(duì)生物質(zhì)炭?jī)舢a(chǎn)率及灰分的影響
        7.3.2 催化劑對(duì)生物質(zhì)炭基本元素及有效養(yǎng)分含量的影響
        7.3.3 催化劑對(duì)生物質(zhì)炭化學(xué)性質(zhì)及吸附性能的影響
        7.3.4 催化劑對(duì)生物質(zhì)炭化學(xué)性質(zhì)及吸附性能的影響
        7.3.5 催化劑對(duì)生物質(zhì)炭有機(jī)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(duì)基本元素含量及化學(xué)性質(zhì)的影響
        7.4.2 催化劑對(duì)有機(jī)化合物裂解的影響
    7.5 結(jié)論
第八章 生物質(zhì)炭對(duì)潮土作物產(chǎn)量及土壤性質(zhì)的影響
    8.1 引言
    8.2 材料與方法
        8.2.1 試驗(yàn)設(shè)置
        8.2.2 土壤
        8.2.3 生物質(zhì)炭
        8.2.4 樣品采集及測(cè)定
        8.2.5 數(shù)據(jù)分析方法
    8.3 結(jié)果分析
        8.3.1 作物產(chǎn)量
        8.3.2 土壤性質(zhì)
    8.4 討論
        8.4.1 作物產(chǎn)量
        8.4.2 土壤pH
        8.4.3 土壤有效養(yǎng)分
    8.5 結(jié)論
第九章 結(jié)論與展望
    9.1 主要研究結(jié)論
    9.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    9.3 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)歷



本文編號(hào)：4023975