玉米秸秆生物炭改善污泥脱水性能
玉米秸秆炭化有什么用？玉米秸秆炭化用途
玉米秸秆炭化有什么用？玉米秸秆炭化用途玉米秸秆炭化有什么用？玉米秸秆炭化用途2020年3月23日玉米作为我国三大粮食作为之一，2017年种植面积达到35590公顷，在全国31个省市自治区都有种植，是粮、经、饲兼用的作物，是我国粮食产业的重要支柱之一。
而玉米秸秆作为农作物废弃物每年可产生几亿吨，如果利用好将会是非常可观的资源，农业部也提出了秸秆“五化”，具体指肥料化、饲料化、能源化、基料化和原料化，可见秸秆综合利用的范围非常广。
玉米秸秆炭化是在高温低氧的状态下进行热解生产生物炭，生物炭比普通木炭的含碳量更高，其状态也就更稳定。
生物炭具有强大的孔隙结构添加到土壤中可以减少土壤渗漏和地表流失，降低水体的富营养化风险，作为土壤改良剂使用能够吸附土壤中的重金属。
玉米秸秆炭化后形成生物炭，可与畜禽粪便混合发酵，然后烘干，掺入木醋液制成的炭基有机肥，或者是将生物炭与化肥掺混制成炭基有机无机复混肥。
河南北工连续式秸秆碳化炉采用的双筒体结构。
内筒实现物料干燥，外筒加热区采用310S不锈钢，实现物料热解炭化，提高设备的使用的连续性及可靠性，实现物料干燥炭化一体化，从而可保证生产出来的生物质炭含量达到理想要求。
本设备热利用率更高，物料不与烟气接触，不受热风污染，相比单层外加热结构热利用率提高一倍以上！设备热效率达70%~90%，节能效果好；多级净化装置，有效过滤出气体中的有害物质并可以将木醋液和焦油提取出来，不仅符合环保要求更为投资者增加了收益。
三、环保无烟秸秆连续炭化炉的工艺流程1.破碎& 烘干——水分高于15%以及尺寸大于20mm的物料需要首先进行破碎并进入烘干机进行烘干；2.碳化& 出料——预热碳化主炉，然后烘干后的物料被传送带输送至进料器然后进入碳化主炉进行碳化；以椰壳为例，在碳化18-20分钟之后即可通过水冷出渣器出料。
3.可燃气产生——进料10分钟左右之后，可燃气产生，首先进入旋风除尘系统清洗脱硫除尘，然后进入冷凝器被分离成木醋和焦油，剩余的气体被引风机引至主炉外部并对主炉进行加热。
农作物秸秆生物炭对土壤改良的作用
粮油农资5.1 苗期苗期目标：从出苗至幼苗5～7片叶展开的一段时间为苗期（5月20日～6月20日，约30天）。
主要管理目标是全苗、齐苗、匀苗，促根育壮苗。
苗后除草： 金地洁100毫升/亩（30%辛酰溴苯腈、烟嘧磺隆、氯氟吡氧乙酸异辛酯可分散油悬浮），作业时间为玉米3～5叶期，杂草2～5叶期。
5.2 穗期从拔节至抽雄穗的一段时间为穗期（6月中旬至7月下旬，约40天），主要管理目标是促叶、壮秆、穗多、粒多。
当12～13片叶展开时（7月10日前后），雄穗进入小花分化期（即大喇叭口期），为促进中部以上叶片扩大并延长功能期、提高雌穗分化强度、争取穗大粒多，要重施孕穗肥。
可以叶面喷施中化磷酸二氢钾150克/亩+艾菲特25毫升/亩。
防治害虫：防治玉米螟等，采用9080（10%四氯虫酰胺 悬浮剂）40毫升/亩（根据病虫发生情况在大喇叭口期和抽雄前进行一次或两次喷施作业）。
5.3 花粒期从抽雄至完熟的一段时间为花粒期（7月下旬至9月中下旬，约55天），主要管理目标是防止叶片脱肥早衰，争取穗大、粒多，增加粒重。
看长相补施攻粒肥：吐丝期若发现叶片淡绿，有脱肥现象时，应立即补施氮素攻粒肥，喷施磷酸二氢钾100克/亩。
6 作业执行标准6.1 播种作业质量要求：播种深度4～5厘米，若土壤墒情太差，干种等雨播种，播种深度在3厘米左右(具体深度要求以不播在干湿交替带和有效规避风拨为尺度)；种子肥料距离要求，种子与基肥距离≥8厘米，种子与种肥距离≥5厘米；播种深度合格率≥75%，种肥间距合格率≥75%，穴粒数合格率≥85%，粒距合格率≥80%；漏播率≤2.0%，重播率≤2.0%；播种机运行速度≤8公里/小时，播种机匀速平稳；土壤覆盖率100%。
6.2 苗前除草作业雾滴直径300～400微米，每平方厘米30～40个雾滴，选用110度扇形4号喷嘴，喷嘴间距离50厘米，喷嘴距地面高度50厘米；各喷嘴喷液量相差控制在5%以内，喷液量在20～30公斤/亩。
《基于玉米秸秆芯生物炭吸附剂的制备及性能研究》范文
《基于玉米秸秆芯生物炭吸附剂的制备及性能研究》篇一一、引言随着工业化和城市化的快速发展，环境污染问题日益严重，特别是水体污染问题已成为亟待解决的重大环境问题之一。
在各种水处理技术中，吸附法因其简单高效、成本低廉等优点，受到了广泛关注。
其中，生物炭吸附剂作为一种新型的吸附材料，因其具有多孔结构、比表面积大、吸附能力强等优点，近年来备受瞩目。
本文以玉米秸秆芯为原料，通过制备生物炭吸附剂，研究其制备工艺及性能，为实际应用提供理论依据。
二、材料与方法1. 材料玉米秸秆芯作为制备生物炭吸附剂的原料。
2. 制备方法（1）预处理：将玉米秸秆芯进行清洗、干燥、粉碎等处理。
（2）炭化：将预处理后的玉米秸秆芯放入炭化炉中，在无氧条件下进行高温炭化。
（3）活化：将炭化后的产物进行化学活化或物理活化，以提高其比表面积和吸附性能。
（4）制备完成：将活化后的生物炭进行研磨、过筛，得到所需粒径的生物炭吸附剂。
3. 性能测试采用扫描电子显微镜（SEM）观察生物炭的形貌；利用比表面积及孔径分析仪测定其比表面积和孔径分布；通过吸附实验评价其吸附性能。
三、结果与讨论1. 生物炭的形貌特征通过SEM观察发现，制备得到的生物炭具有多孔结构，孔隙分布均匀，表面粗糙。
这种结构有利于提高生物炭的比表面积和吸附性能。
2. 比表面积和孔径分布比表面积及孔径分析结果表明，制备的生物炭具有较大的比表面积和丰富的孔隙结构。
其中，中孔和大孔的存在有利于吸附质的传输和扩散，提高吸附效率。
3. 吸附性能研究通过吸附实验发现，制备的生物炭吸附剂对水中的有机污染物具有良好的吸附性能。
在一定的温度和pH值条件下，生物炭对污染物的吸附量随浓度的增加而增加，达到一定浓度后趋于饱和。
此外，生物炭的吸附性能受温度、pH值、共存物质等因素的影响。
在实际应用中，可根据具体需求调整操作条件，以提高生物炭的吸附性能。
四、结论本文以玉米秸秆芯为原料，通过制备生物炭吸附剂，研究了其制备工艺及性能。
《基于玉米秸秆芯生物炭吸附剂的制备及性能研究》范文
《基于玉米秸秆芯生物炭吸附剂的制备及性能研究》篇一一、引言随着工业化和城市化的快速发展，环境污染问题日益严重，特别是水体污染和土壤污染。
为了解决这些问题，寻找高效、环保的吸附剂显得尤为重要。
生物炭作为一种新型的吸附材料，具有来源广泛、成本低廉、环境友好等优点，因此受到了广泛关注。
本文以玉米秸秆芯为原料，制备生物炭吸附剂，并对其性能进行研究。
二、材料与方法1. 材料本实验以玉米秸秆芯为原料，经过粉碎、干燥等预处理后，进行炭化制备生物炭吸附剂。
2. 制备方法（1）预处理：将玉米秸秆芯粉碎，去除杂质，然后进行干燥处理。
（2）炭化：将预处理后的玉米秸秆芯放入炭化炉中，在无氧或低氧条件下进行高温炭化。
（3）活化：炭化后的生物炭经过活化处理，以提高其比表面积和孔隙结构。
（4）成品：将活化后的生物炭进行洗涤、干燥、研磨，得到生物炭吸附剂。
3. 性能测试本实验通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、比表面积及孔径分析等方法，对制备的生物炭吸附剂进行表征。
同时，通过吸附实验，测定其对水中重金属离子、有机污染物的吸附性能。
三、结果与讨论1. 生物炭的表征通过SEM观察，制备的生物炭具有发达的孔隙结构和较大的比表面积。
XRD分析表明，生物炭主要成分为无定形碳，含有少量的结晶碳。
比表面积及孔径分析结果显示，生物炭具有较高的比表面积和丰富的孔隙结构，有利于提高其吸附性能。
2. 吸附性能研究（1）重金属离子吸附实验结果表明，生物炭吸附剂对水中的重金属离子具有良好的吸附性能。
不同浓度的重金属离子溶液中，生物炭均能实现较高的去除率。
且在较宽的pH范围内，生物炭的吸附性能较为稳定。
（2）有机污染物吸附生物炭吸附剂对有机污染物的吸附性能也较好。
实验发现，生物炭对不同种类的有机污染物均有一定的吸附效果，且吸附过程符合准二级动力学模型。
此外，生物炭的再生性能良好，经过多次再生利用后，其吸附性能仍能保持稳定。
四、结论本文以玉米秸秆芯为原料，制备了生物炭吸附剂，并对其性能进行了研究。
《2024年基于玉米秸秆芯生物炭吸附剂的制备及性能研究》范文
《基于玉米秸秆芯生物炭吸附剂的制备及性能研究》篇一一、引言随着工业化的快速发展和人类生活水平的提高，环境污染问题日益严重，其中水体污染成为亟待解决的重大问题。
吸附技术因其操作简便、成本低廉、效率高等优点，在水处理领域得到了广泛应用。
生物炭吸附剂作为一种新型的吸附材料，具有来源广泛、环境友好、可再生等优点，其研究和应用逐渐受到关注。
本文以玉米秸秆芯为原料，制备生物炭吸附剂，并对其性能进行研究。
二、玉米秸秆芯生物炭吸附剂的制备1. 材料与设备实验所需材料主要包括玉米秸秆芯、氢氧化钾等。
实验设备包括粉碎机、管式炉、研磨机等。
2. 制备过程（1）将玉米秸秆芯进行清洗、干燥、粉碎，得到秸秆粉末。
（2）将秸秆粉末与氢氧化钾按一定比例混合，进行碳化处理。
（3）将碳化后的产物进行研磨、筛分，得到生物炭吸附剂。
三、玉米秸秆芯生物炭吸附剂的性能研究1. 吸附性能测试通过静态吸附实验，测定生物炭吸附剂对不同污染物的吸附性能。
实验结果表明，生物炭吸附剂对有机物、重金属离子等污染物具有良好的吸附效果。
2. 影响因素分析（1）碳化温度：碳化温度对生物炭吸附剂的孔隙结构、比表面积等性能有显著影响。
随着碳化温度的升高，生物炭吸附剂的吸附性能逐渐增强。
（2）碳化时间：碳化时间也会影响生物炭吸附剂的性能力。
适当的碳化时间可以使秸秆芯完全碳化，提高生物炭吸附剂的吸附性能。
（3）污染物浓度：生物炭吸附剂对不同浓度的污染物具有不同的吸附效果。
低浓度污染物时，生物炭吸附剂具有较高的吸附效率；高浓度污染物时，虽然吸附量增加，但吸附效率会降低。
四、生物炭吸附剂的应用前景及展望玉米秸秆芯生物炭吸附剂作为一种新型的环保材料，具有来源广泛、成本低廉、环境友好等优点，在水处理、土壤修复、空气净化等领域具有广阔的应用前景。
未来研究可进一步优化制备工艺，提高生物炭吸附剂的吸附性能和稳定性，以满足更多领域的应用需求。
同时，可开展生物炭吸附剂的规模化生产及应用研究，推动其在实际环境治理中的广泛应用。
秸秆成生物炭的三大好处好处
秸秆成生物炭的三大好处好处近日，“生物炭产业发展战略”研讨会在辽宁省沈阳市召开，中国科学院、中国工程院、农业部、中国农业大学、淅江大学等单位的60余位专家学者与会。
会议认为，生物炭研究要面向应用解决生产实际问题，主动争取政府支持让更多研究成果落地转化为现实生产力。
在田间地头实现炭化处理我国粮食生产实现了十一连增，但这种只种不养的高强度掠夺式生产方式、长期过量的化肥投入、日趋剧烈的气候变化，造成了土壤的大面积退化。
据统计，我国粮食收获所产生的秸秆高达7亿吨，其中只有不到1/3的秸秆实现了还田，秸秆肥料化利用率仅为15.6%，而秸秆焚烧屡禁不止。
为了克服这个老大难的问题，沈阳农业大学教授、中国工程院院士陈温福率先提出了“秸秆炭化还田”理念与技术体系，2011年组建了辽宁省生物炭工程技术研究中心。
该中心为解决长期制约农林废弃物资源化利用和产业化发展的原料收集难、储运成本高等“瓶颈”问题，研发了以“半封闭式亚高温缺氧干镏炭化新工艺和移动式组合炭化炉”为核心的生物炭制备技术，实现了农林废弃物在田间地头的炭化。
为了减少化肥施用量，中心研发了可提高养分利用效率的生物炭肥料；为了调整农村能源结构、改善农民生产条件，中心探讨了生物质能源化利用的可能性。
陈温福院士说，为了加速以“秸秆炭化还田技术”为代表的生物炭产业发展、实现产学研用的有机结合，该中心积极与辽宁金和福农业开发有限公司协作开展技术的开发和推广，逐步建立起“以生物炭为核心，以简易制炭技术为基础，以生物炭肥和土壤改良剂为主要发展方向，兼顾能源应用”的农林废弃物炭化综合利用理论与技术体系，面向全产业链的生物炭研发体系基本建成。
生物炭做肥料增产效果好2014年，生物碳进行了在相关企业的参与下开展了推广试点工作，取得了良好的经济与生态效益。
云南威鑫农业科技股份有限公司去年进行了烤烟专用炭醋缓释配方肥田间试验，在姚安县的对比试验显示：用当地推荐的肥料最高亩产229公斤，中上等烟比率73%，亩产值5552元，用炭醋缓释配方肥最高亩产252公斤，中上等烟比率高达90%，亩产值6324元。
《基于玉米秸秆芯生物炭吸附剂的制备及性能研究》范文
《基于玉米秸秆芯生物炭吸附剂的制备及性能研究》篇一一、引言随着工业化和城市化的快速发展，环境污染问题日益严重，其中水体污染尤为突出。
因此，寻找高效、环保的水处理材料和技术成为当前研究的重要课题。
生物炭作为一种新兴的吸附材料，因其具有良好的吸附性能、低成本和可再生等优点，受到广泛关注。
本研究以玉米秸秆芯为原料，制备生物炭吸附剂，并对其性能进行研究，以期为水处理领域提供新的材料和方法。
二、玉米秸秆芯生物炭吸附剂的制备1. 材料与设备本研究所用原料为玉米秸秆芯，主要设备包括粉碎机、炭化炉、研磨机等。
2. 制备过程（1）将玉米秸秆芯进行粉碎、筛选，得到合适粒度的原料。
（2）将筛选后的原料放入炭化炉中，进行炭化处理。
炭化过程中需控制温度、时间和气氛等参数，以获得理想的生物炭。
（3）将炭化后的生物炭进行研磨、筛选，得到粒度均匀的生物炭吸附剂。
三、玉米秸秆芯生物炭吸附剂的性能研究1. 吸附性能测试本研究通过静态吸附实验，测定生物炭吸附剂对水中常见污染物的吸附性能。
实验中选用几种典型污染物，如铅、镉、铬等重金属离子以及有机染料等。
在一定的温度、pH值和接触时间下，测定生物炭吸附剂对污染物的吸附量和去除率。
2. 影响因素分析（1）温度：温度对生物炭吸附剂的吸附性能有一定影响。
本研究通过实验，分析不同温度下生物炭吸附剂的吸附性能变化。
（2）pH值：水体的pH值会影响污染物的存在形态和生物炭表面的电荷性质，从而影响吸附效果。
本研究通过调整水体的pH值，分析其对生物炭吸附剂吸附性能的影响。
（3）接触时间：接触时间是影响吸附效果的重要因素。
本研究通过实验，分析不同接触时间下生物炭吸附剂的吸附性能变化。
3. 再生性能研究生物炭吸附剂具有可再生性，可通过一定方法进行再生，以实现循环利用。
本研究通过实验，探究生物炭吸附剂的再生方法及再生后的吸附性能，为其在实际应用中的可持续发展提供依据。
四、结果与讨论1. 制备得到的玉米秸秆芯生物炭吸附剂具有良好的吸附性能，对水中常见污染物的去除率较高。
生物质炭对旱区土壤耕层质量及玉米生长的影响
生物质炭对旱区土壤耕层质量及玉米生长的影响生物质炭对旱区土壤耕层质量及玉米生长的影响引言：近年来，随着全球气候变暖和水资源短缺问题的加剧，旱区的农业生产面临着严重的挑战。
土壤质量的改善和农作物生长的促进成为解决这一问题的关键。
本文旨在探讨生物质炭在旱区土壤耕层质量及玉米生长中的影响，为改善旱区农业生产提供理论依据。
一、生物质炭概述生物质炭是指通过生物质材料在高温下进行缺氧燃烧或热解产生的残余物。
它具有高碳含量、孔隙结构发达、生物学活性强的特点，并被广泛用于土壤改良和农业生产中。
二、生物质炭对旱区土壤耕层质量的影响1. 提高土壤保水能力：生物质炭具有高孔隙率和大孔隙容积的特点，可以增加土壤的保水能力，降低土壤的容重和黏性，提高土壤的透水性和通气性，有助于提高旱区土壤的水分利用效率。
2. 促进土壤蓄水能力：生物质炭能够吸附和固持土壤中的水分和养分，形成大量的微孔，从而增加土壤容水量，提高土壤的蓄水能力，有效改善旱区土壤的质地和结构。
3. 改善土壤肥力：生物质炭中富含的有机质和养分可以增加土壤肥力，提高土壤的养分保持能力，有利于旱区作物的生长和抗旱能力。
此外，生物质炭还可以调节土壤酸碱度，改善旱区土壤的酸性或碱性情况。
三、生物质炭对玉米生长的影响1. 促进根系发育：生物质炭可以增加土壤的通气性和透水性，改善土壤结构，有利于玉米根系生长和发育。
根系发达可以增加土壤养分的吸收和利用效率，提高玉米的产量和品质。
2. 增加养分供应：生物质炭能够吸附和固持土壤中的养分，使其养分释放缓慢而持久，从而为玉米提供长效养分供应，促进玉米的生长和发育。
3. 提高抗旱能力：生物质炭能够增加土壤的水分保持能力，降低玉米生长过程中的水分蒸发速率，减轻旱害对玉米生长的不利影响，提高玉米的抗旱能力。
结论：生物质炭对旱区土壤耕层质量和玉米生长具有积极的影响。
通过增加土壤保水能力、促进土壤蓄水能力、改善土壤肥力、促进根系发育、增加养分供应和提高玉米的抗旱能力等方面，生物质炭可以提高旱区土壤的质量和改善玉米的生长状况。
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中国环境科学 2019,39(8)：3316~3322 China Environmental Science 玉米秸秆生物炭改善污泥脱水性能 郭俊元*,文小英,羊润锦,林 越,赖雨隆,周育玉,杨 红 (成都信息工程大学资源环境学院,四川 成都 610225)
摘要：本实验以玉米秸秆为原料,制备了生物炭和AlCl3改性生物炭,研究了2种生物炭分别调理污泥后的脱水效果,并探讨了污泥脱水性能的改善机理.结果表明,经过2种生物炭调理后,污泥比阻(SRF)、泥饼含水率(MC)、污泥沉降体积指数(SV30)、毛细抽吸时间(CST)均下降,污泥净产率(YN)升高,说明
污泥脱水性能得到了改善,且AlCl3改性生物炭对污泥脱水性能的改善效果明显优于生物炭.当AlCl3(溶液浓度3mol/L)改性生物炭的用量为3g/L时,调
理后的污泥SRF,MC,SV30,CST分别降低至1.3×1012m/kg,81.9%,78.6%,35s,YN增加至17.8kg/(m2·h).分析原因:一方面,经过生物炭调理后,泥饼中会形成一
定的骨架结构,使得污泥中的水和EPS能够更容易地释放;另一方面,经过AlCl3改性后,改性生物炭携带的正电荷(Al3+)能够与污泥颗粒所带的负电荷发
生电中和作用,使得污泥颗粒更容易聚集,从而提高污泥的脱水效果. 关键词：AlCl3；玉米秸秆；生物炭；污泥脱水 中图分类号：X703.1 文献标识码：A 文章编号：1000-6923(2019)08-3316-07
Preparation of corn stalks biochar and improvement of dewatering performance of sludge. GUO Jun-yuan*, WEN Xiao-ying, YANG Run-jin, LIN Yue, LAI Yu-long, ZHOU Yu-yu, YANG Hong (College of Resources and Environment, Chengdu University of Information Technology, Chengdu 610225, China). China Environmental Science, 2019,39(8)：3316~3322 Abstract：Biochar and AlCl3-modified biochar were prepared by using corn stalks as materials to enhance the dewatering of the
sludge. The performances of these two biochar for the enhancement of the dewatering of the sludge and possible enhancing mechanisms were discussed. Results showed that SRF, MC, SV30 and CST of the sludge were decreased and YN was increased after
conditioned by the two biochar, indicating higher sludge dewaterability. Furthermore, dewatering of the sludge conditioned by the AlCl3-modified biochar was significantly better than that conditioned by the biochar that without modification. Especially, when the
dosage of the biochar modified by 3mol/L of AlCl3 solution was adjusted to 3g/L, SRF, MC, SV30 and CST were decreased to
1.3×1012m/kg, 81.9%, 78.6% and 35s, respectively, YN was increased to 17.8kg/(m2·h). For the enhancing mechanism, on the one hand, after conditioned by the biochar, certain skeleton structures were formed in sludge cake to make water cut across easily by decreasing the sludge EPS; on the other hand, charge neutralization occurred when the AlCl3-modified biochar (loaded with
positively charged aluminum species on its surface) was dosed into the sludge system, thus destroying the stable sludge colloidal system, thus far easier to congregate the sludge particles, which enhanced the dewatering of the sludge. Key words：aluminum chloride (AlCl3)；corn stalks；biochar；sludge dewatering
城市污水处理厂剩余活性污泥含水率高达98%以上,在采用卫生填埋、污泥焚烧、污泥堆肥、污泥消化处理前,含水率必须降低至60%以下[1-3].目前,我国污泥的脱水技术主要有离心脱水、带式脱水和板框压滤脱水等,在脱水之前,常投加FeCl3、Al2(SO4)3、PAC、CPAM等化学药剂调理污泥,以提高污泥的脱水性能,但长期使用化学药剂会导致污泥中重金属富集等二次环境污染[4-5].研究表明,无机或有机骨架颗粒能够降低污泥饼的可压缩性,从而在污泥脱水过程中,保持泥饼的通透性和多孔性,有利于水和污泥EPS的释放,提高污泥的脱水效果[6-8].因此,开发安全,高效,绿色环保和廉价的骨架颗粒是我国环境工程领域污泥减量化和资源化研究的热点.我国每年农作物秸秆产量高达0.5~0.8Gt,约占世界秸秆总量的30%,其中大部分直接燃烧,导致严重的环境污染.农作物秸秆材料和粉煤灰、褐煤等骨架颗粒类似,具有良好的多孔性,同时秸秆中还含有大量的硅元素,使其结构坚硬,因此,农作物秸秆材料具有作为骨架颗粒调理污泥脱水的潜能[9].
本实验创造性地以玉米秸秆为原料制备了生物炭和AlCl3改性生物炭,用以改善城市污水处理厂污泥的脱水性能.通过污泥比阻(SRF)、泥饼含水率(MC)、污泥沉降比(SV30)、毛细吸水时间(CST)和污泥净产率(YN)等表征污泥脱水性能,通过生物炭调
理污泥前后污泥Zeta电位和压缩系数的变化说明
收稿日期：2019-01-28 基金项目：国家自然科学基金资助项目(51508043) * 责任作者, 副教授, gjy@cuit.edu.cn 8期 郭俊元等：玉米秸秆生物炭改善污泥脱水性能 3317 AlCl3改性生物炭改善污泥脱水性能的原理. 1 材料与方法 1.1 实验材料 1.1.1 实验污泥 实验污泥取自四川省航空港污水处理厂二沉池,污泥特征如表1所示. 表1 污泥特征 Table 1 Main characteristics of the sludge 特征参数 数值 pH值 6.8 TSS(g/L) 16.7 VSS(g/L) 10.4 MC(%) 98.7 SRF(m/kg) 13.8×1012 1.1.2 实验药品和玉米秸秆 AlCl3,HCl(分析纯,成都市科龙化工试剂厂),AlCl3配置为1、2、3、4、5mol/L的溶液,HCl配置为1mol/L的溶液;玉米秸秆取自四川省三台县近郊. 1.1.3 实验仪器 电子天平(SQP型,北京赛多利斯科学仪器有限公司),低速离心机(TDL-5-A型,上海安亭科学仪器厂),污泥真空脱水泵(上海安亭科学仪器厂),污泥毛细吸水时间测试仪(TR04-304M型,麦科仪(北京)科技有限公司),纳米粒度Zeta电位分析仪(NanoPlus,麦克默瑞提克(上海)仪器有限公司). 1.2 实验方法 1.2.1 玉米秸秆生物炭的制备 将玉米秸秆剪碎,置于一定容积的坩埚中,塞满压实填平,盖上盖子,放入马弗炉中,先向马弗炉中通入10min氮气以排除空气,马弗炉排气口接一根管子放入碱性液体中,以形成液封.在500℃条件下进行热解处理2h.热解结束后取出,自然冷却,研磨过筛,得到粒径大小为200µm的生物炭. 1.2.2 AlCl3改性生物炭的制备 将上述玉米秸秆生物炭以1:5(g:mL)的比例浸泡于1mol/L的HCl溶液中12h,之后在3000r/min条件下离心10min,收集沉淀物,用去离子水洗涤至洗涤液pH=7,自然晾干;将晾干的生物炭以1:5(g:mL)的比例浸泡于AlCl3溶液中,浸泡12h后,在3000r/min条件下离心10min,收集沉淀物,自然晾干,研磨过筛,得到AlCl3改性生物炭. 1.2.3 污泥脱水实验 将玉米秸秆生物炭和AlCl3改性生物炭分别加入体积为100mL污泥样品中,在200r/min条件下搅拌10min,测定污泥SRF,MC, SV30,CST和YN,评价污泥脱水性能.测定玉米秸秆生
物炭和AlCl3改性生物炭调理后污泥的EPS含量、Zeta电位和压缩性系数,阐明其改善污泥脱水性能的原理. 1.2.4 分析方法 污泥SV30和MC的测定参照文
献[10];污泥SRF的测定参照Guo等[11]的方法;污泥
YN的测定参照Rebhun等[12]的方法;污泥EPS的提取
和测定参照文献[13-14];污泥压缩性系数的测定参照Guo等[15]的方法;污泥CST采用污泥毛细吸水时间测试仪测定;污泥Zeta电位采用纳米粒度Zeta电位分析仪测定.本文涉及的实验数据均是3次平行实验数据的平均值.
2 结果与讨论 2.1 不同污泥调理剂对污泥脱水性能的影响
01234 5 6 7 8 9 1003691215
投加量(g/L)
SRF (1012m/kg) (a) AlCl3