农沟底泥和水稻秸秆热解制备生物碳球及其氨氮吸附研究

将农沟底泥和按其与水稻秸秆质量比20∶1、10∶1、20∶3、5∶1掺混的4种样品均制成?5 mm小球,600℃缺氧热解4 h成生物碳球,分别标记为SS-0、SS-50、SS-100、SS-150、SS-200。通过元素分析、BET-N2、SEM、FTIR及Boehm滴定法等表征了生物碳球的组成与结构,利用序批实验研究了其对氨氮的吸附动力学和等温吸附模型,考察了水温对吸附的影响。结果表明,添加水稻秸秆有利于增加生物碳球通透性和亲水性,提高其传质性能。表面酸性含氧官能团分别为2.74 mmol·L^(-1)、2.88 mmol·L^(-1)、3.71 mmol·L^(-1)、3.36 mmol·L^(-1)和3.03 mmol·L^(-1)。动力学研究表明,SS-0吸附氨氮符合准一级动力学方程,而准二级动力学方程能较好地描述SS-50、SS-100、SS-150和SS-200的吸附过程,除了内扩散外,还存在其他过程共同控制吸附速率。等温吸附曲线均符合Langmuir方程,高温有利于吸附。生物碳球对氨氮具有较好的吸附能力,在农田排水的氨氮治理方面有广阔的应用前景。