污泥基生物炭制備表征及土壤改良應(yīng)用研究.pdf

1、我國污水處理事業(yè)的快速發(fā)展所導(dǎo)致的直接結(jié)果就是污泥處理問題的加劇。污泥中有機物及植物生長所必須的元素可作為生物質(zhì)資源加以利用。目前不少學(xué)者正在研究污泥熱解工藝的可行性。熱解產(chǎn)物生物炭作為一種土壤改良劑施加到土壤中，可以改善土壤的物理化學(xué)及生物學(xué)性狀，降低土壤中污染物的有效性。
　　本試驗將污泥作為原材料熱解制備生物炭，從（1）生物炭表征，（2）生物炭對土壤理化性質(zhì)、生物學(xué)性質(zhì)影響，（3）生物炭對黑麥草生長情況的影響三部分進行了研究

2、。通過生物炭表征，分析熱解溫度對產(chǎn)物性質(zhì)的影響；通過黑麥草盆栽試驗，分析生物炭制備溫度、施用比例對土壤性質(zhì)、黑麥草生長情況的影響；通過盆栽試驗探討生物炭作為土壤改良劑用于黑麥草的最佳制備條件及施加比例。
　　原材料未熱解之前呈酸性，熱解溫度升高產(chǎn)物堿性增強。隨著熱解溫度升高污泥基生物炭的陽離子交換量先降低后升高，在650℃時達到最小值3，850℃時又升高至5.12cmol/kg；污泥基生物炭比表面積及孔體積先減少后增大。生物炭中H

3、/C、O/C比例隨著溫度升高逐漸降低，O/C降低可以推測生物炭中含氧官能團的數(shù)量逐漸減少；H/C逐漸減少，表明生物炭的芳香化程度、穩(wěn)定性隨著溫度升高在提高。
　　通過黑麥草盆栽試驗研究生物炭對土壤pH、陽離子交換量CEC、H2O2酶活性及脲酶活性的影響。土壤本身呈酸性，生物炭施加后土壤pH提高，生物炭施加比例越高，pH增加越大。550℃、650℃及750℃污泥基生物炭施加后，土壤pH值相對于空白土壤增加幅度較大甚至達到8.0，85

4、0℃污泥基生物炭施加比例小于15％時，pH值穩(wěn)定在7.3左右，施加比例達到15%時pH值上升到7.4。550℃污泥基生物炭可小幅度提高土壤CEC，650℃污泥基生物炭降低土壤CEC，較低比例的850℃污泥基生物炭有利于提高土壤CEC，有利于提高土壤的保水保肥能力，但施加比例達到15%時，土壤CEC相比空白土壤降低，比例過高不利于土壤保肥。550℃污泥基生物高生物炭施加量（＞10%）抑制土壤H2O2酶活性；650℃及750℃污泥生物炭處理

5、后的土壤H2O2酶活性均出現(xiàn)不同幅度的減少；850℃污泥基生物炭施加到土壤后，土壤H2O2酶活性以及土壤脲酶活性先提高后降低。
　　550℃污泥基生物炭施加后植株幾乎無法生長，650℃污泥基生物炭施加后也抑制黑麥草生長，750℃污泥基生物炭施加比例5%時植株鮮重高出空白土壤0.0084g，其余施加量條件下植株鮮重均低于空白土壤。在熱解溫度達到850℃之前，隨著溫度升高，生物炭對黑麥草生長的抑制作用逐漸減弱。850℃污泥基生物炭施加

6、比例從2%增加到15%時，相比空白土壤分別增加了58.15%、73.92%、76.56%及-0.82%?？梢钥闯?50℃污泥基生物炭對黑麥草生長起到很好的促進作用，并且促進效果隨著比例增加呈現(xiàn)出先增強后減弱的趨勢，10%比例施加條件下黑麥草長勢最好，產(chǎn)量最高。
　　綜合分析實驗結(jié)果，850℃污泥基生物炭最適合作為本試驗所用粘土的土壤改良劑，低生物炭施加量有利于改善酸性土壤pH，提高土壤陽離子交換量，提高土壤保肥保水能力，有利于提高