沼渣生物炭还田对土壤甘蓝产量及品质影响

耕地土壤质量直接影响作物的品质,生物炭由于其自身独特的物理化学结构和携带丰富营养元素,常用于改良土壤质量。然而沼渣生物炭原料来源复杂,通常含有重金属、有机污染物等,热解技术并不能完全降低其危害,因此实验设置不同沼渣生物炭含量的土壤(0、10、20、40 t·hm^(-2)),探究甘蓝的生长情况,评估沼渣生物炭还田的可行性。结果表明施加生物炭增加了土壤有机质(TOC)、硝态氮(NH_(4)^(+)-N)和铵态氮(NO_(3)^(-)-N)的含量。但添加生物炭未能增加甘蓝生物量,过量的生物炭还会抑制生长。影响甘蓝生物量的主要因素为TOC、DOC和AN。与对照组相比,添加沼渣生物炭能够改变土壤线虫的营养类群。

猪粪沼渣生物炭制备及其植物毒性评价

沼渣量大面广,具有环境污染与资源能源双重属性,研发以热解气化技术处置棘手的沼渣,是实现废弃生物质资源高效利用的重要途径。利用猪粪沼渣通过热解技术制备生物炭,表征了550℃和700℃条件下制备的生物炭的物理和化学结构特征,结果表明550℃条件下碳产率更低,表面孔隙结构更好,孔隙更加均匀,并且官能团更多。植物生态毒理评价结果表明,植物长势随着生物炭的添加量先降低再增加,550℃热解生物炭(BC550)添加量为8 g和16 g的生物炭悬浮液(生物炭∶超纯水=1∶3),对石英砂组的西红柿生长促进最大;700℃热解生物炭(BC700)添加量为1 g,有利于大棚土壤组的西红柿生长。以上结果对沼渣减量、高附加值利用和大中型沼气工程的可持续发展具有重大价值和现实意义。

沼渣生物炭基Fenton催化剂的制备及其高效降解吡虫啉农药废水的研究

以废弃物沼渣和含铁剩余污泥为原料,采用一步热解法制备沼渣生物炭基Fenton催化剂(以下简称催化剂),构建了非均相Fenton反应体系处理含吡虫啉模拟废水,考察了H_(2)O_(2)和催化剂用量对吡虫啉去除率的影响。结果表明,非均相Fenton反应体系中,H_(2)O_(2)最佳投加量为0.50 g/L,催化剂最佳投加量为1.00 g/L,室温下反应120 min后吡虫啉去除率可达99%左右。与传统Fenton氧化系统相比,非均相Fenton体系可有效缓解铁泥的产生,具有更宽的pH适用范围,催化剂重复利用性好,金属离子溶出较少,具有“以废治废”和经济环保等特点,为废弃物沼渣的回收利用和农药废水高效处理提供了新思路,具有较好的应用前景。

沼渣生物炭在水处理中的应用进展

以沼渣为原料制备生物炭是实现沼渣安全处置和资源化利用的有效途径之一。沼渣经过厌氧消化处理,在一定程度上优化了沼渣生物炭的组分结构和物化特性,因而沼渣生物炭具有低成本、来源广、吸附及催化性能好等特点被应用于去除水中污染物。该文对当前沼渣生物炭的原料来源、制备及改性方法进行了总结,归纳了沼渣生物炭作为吸附剂和碳基催化剂在水处理应用中的现状,同时阐述了沼渣生物炭的作用机理。最后总结了沼渣生物炭在水处理应用中存在的一些问题和挑战,并指出其发展方向。

基于光谱色谱分析热解温度对沼渣生物炭DOM组成特性的影响

为探究沼渣基生物炭溶解性有机质(DOM)的组成特性,以厌氧发酵沼渣为原料,在300、400、500、600和700℃热解温度下制备了生物炭,利用紫外-可见光谱、三维荧光光谱以及反相高效液相色谱等手段,研究了生物炭中DOM的组成特性.结果表明:热解温度影响生物炭DOM的组成,随着热解温度的升高,生物炭DOM中溶解性有机碳含量出现大幅降低,由300℃时的33.2 mg/g降至700℃时的0.7 mg/g.生物炭DOM的芳香性和分子量呈先增后减的变化趋势,400℃时其芳香性和分子量最大;在300~500℃热解范围内,生物炭DOM主要与类腐殖质有关,在600~700℃热解温度范围内,生物炭DOM主要是类色氨酸物质;液相色谱分析显示,在254 nm波长处洗脱出4种芳香物质,280 nm波长处洗脱出5种醌基物质,其中4种醌基结构物质赋存在芳香结构中.研究显示,沼渣生物炭DOM的组成与热解温度密切相关,不同的热解温度会影响DOM的芳香性、分子特性、腐殖化程度、亲水性及极性等特征,光谱和色谱分析法可有效表征DOM的不同结构性质.

沼渣生物质炭对西南喀斯特山区沼液灌溉土壤氮淋溶和白菜产量的影响

为探讨沼渣生物质炭施用对黄壤和石灰土氮淋溶和白菜产量的影响,于温室大棚开展沼渣生物质炭施用比例分别为0(CK)、1%(BC1)、2%(BC2)、4%(BC4)、6%(BC6)的模拟沼液灌溉的盆栽试验。结果表明,施用沼渣生物质炭对黄壤氮素淋溶和白菜氮素吸收量无显著影响,但施用6%的沼渣生物质炭可显著降低石灰土氮素淋溶量,总氮、铵态氮、硝态氮和亚硝态氮的淋溶量分别降低12.06、11.82、1.14、0.103 kg·hm^(-2),降幅分别达35.89%、52.99%、25.53%、23.25%。在石灰土上施用沼渣生物质炭处理的白菜氮素吸收量增加9.25~19.13 kg·hm^(-2),且以BC6处理的白菜氮素吸收量最高,达到60.15 kg·hm^(-2)。另外,在黄壤和石灰土上施用沼渣生物质炭均对白菜有增产效果,增幅分别在29.82%~68.78%、23.58%~79.07%,分别在BC4和BC6处理下获得最大产量(13.81 t·hm^(-2)和9.01 t·hm^(-2))。

物料调理缓解餐厨垃圾厌氧发酵酸化效应及其机制研究

为解决餐厨垃圾在厌氧发酵过程中易酸化的问题,在餐厨垃圾厌氧发酵中分别添加不同比例的家庭厨余垃圾和沼渣生物炭作为调理剂,研究了两种调理剂对餐厨垃圾在厌氧发酵水解酸化阶段pH、总挥发性脂肪酸和溶解性蛋白质浓度的影响。结果表明,添加沼渣生物炭,发酵过程中产酸增加,溶解性蛋白质浓度下降,无法缓解酸化。添加家庭厨余垃圾虽然也促进产酸,但同时提高了发酵液中溶解性蛋白质含量,TS为15%的条件下,家庭厨余垃圾添加比例分别为1∶3、1∶1、3∶1组的发酵液溶解性蛋白含量较对照组分别提高了27.7%、55.2%、58.9%,因此提高系统碱度,可缓解厌氧发酵酸化,维持稳定pH。