秸秆生物炭的研究进展

污泥基生物炭的吸附性能

污泥基生物炭的吸附性能 诺氟沙星属喹诺酮类抗生素，其可以有效抑制革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的DNA促旋酶，被广泛应用于治疗人类泌尿和呼吸系统感染[1]以及动物疾病. 大多NOR不能被人体或动物完全吸收，有60%-70%[2]的NOR最终会通过粪便和尿液排放入水环境中. 传统水处理方法很难完全去除这类化合物，残留在水环境中的NOR可能促进细菌的耐药性，并且通过污染饮用水威胁人类身体健康[3]. 因此，从水环境中去除NOR是一项重要且有意义的研究. 目前，对于此类抗生素的有效去除方法包括吸附[4]、光解[5]、化学氧化[6]等. 生物炭是指在限氧或无氧条件下，利用生物质热裂解产生的富含碳的物质[7]. 不同生物质原材料制备的生物炭在元素含量、产率、酸碱性、表面形貌等材料的结构和性质上存在差异[8]; 生物炭制备温度也是影响生物炭表面结构和性质的重要因素，温度不同，生物炭表面孔道结构和微孔的形态数量也不同[9]. 目前对生物炭的应用主要包括以下3个方面：①土壤改良. 生物炭可以对土壤改性，提高土壤对营养的截留能力[10]，促使有益微生物的生长[11]，进而促使农作物生长; ②固碳作用. 生物炭是稳定的碳固定载体，可以有效抑制温室气体的释放，从而减缓全球气候变化[12]; ③吸附材料. 生物炭特性包括较大的比表面积，多孔结构，表面富含功能团和矿物质，这使得其具有良好的吸附特性，可以用于去除水体中的污染物[13]. 目前国内外已有学者采用林业废弃物、农业废弃物和工业有机废弃物等原料制作生物炭对抗生素进行吸附研究，均取得了较好的成效[14, 15, 16]. 芦苇作为一种多年水生或湿生禾草，在我国分布广泛，且产量丰富. 芦苇凋落物每年仅有15% 被降解，是一种稳定难降解的秸秆[17]. 凋落物如果得不到及时处理，腐烂的芦苇秸秆会对环境造成二次污染，同时还会影响新生芦苇的生长. 据预测分析，截止2015年年末，我国污泥的产量将达到2 600万t[18]. 由于市政污泥含有大量有机质、重金属，病原微生物，处理不当，还会引起二次污染. 上述两种生物质产量大，再次利用率低，且容易对环境造成影响. 目前，国内外对于芦苇基和污泥基生物炭作为吸附剂吸附水体中抗生素的研究鲜有报道. 本研究采用芦苇秸秆和市政污泥制备生物炭，利用BET法计算比表面积，材料表面SEM扫描、 EDS元素分析和FTIR图谱讨论了生物炭的结构与性质; 通过控制NOR溶液pH、吸附时间、吸附温度和NOR初始浓度研究了吸附性能; 采用动力学方程拟合、吸附等温线拟合以及热力学参数的计算初步讨论了吸附机制. 1 材料与方法 1.1 主要试剂与溶液 诺氟沙星标准品购自百灵威科技有限公司(纯度99.5%)，NOR性质见表 1. NaOH、 HCl、CaCl2、 NaN3均为分析纯. 称取0.01 g NOR标准品溶解于含有0.01mol ·L-1 CaCl2(控制吸附平衡过程)和200.0 mg ·L-1 NaN3(抑制微生物活性)、 pH=7的1 000 mL的背景溶液中，得到10.0 mg ·L-1 的NOR储备液.

秸秆生物反应堆应用原理及现状

秸秆生物反应堆应用原理及现状 一、秸秆生物反应堆研究的依据和原理 所渭秸秆生物反应堆技术，就是采用生物技术，将秸秆转化为作物所需要的二氧化碳、热量、生防效应、矿质元素、有机质等，进而获得高产、优质、无公害的农产品。该项技术的实施，可加快农业生产要素的有效转化，使农业资源多层次充分再利用，农业生态进入良性循环。秸秆反应堆的技术原理是：植物光合吸收二氧化碳和水形成的秸秆，通过加入微生物菌种、催化剂和净化剂，在通氧的条件下定向重新产生二氧化碳、水、热和矿质元素，在这个过程中又产生出大量的抗病虫的菌孢子，再通过一定的工艺设施，提供给作物，使作物更好地生长发育。这样植物光合合成有机物，微生物氧化分解有机物，二者在物质转化，重复再利用的过程中构成了一个良性循环的生物圈。这就是秸秆生物反应堆的依据和原理。 二、秸秆生物反应堆技术效能与作物生长表现 （一）技术效能，生物反应堆对作物生长产生四大效应： 1.二氧化碳效应可使浓度提高4～8倍，光合效率提高50%以上，水分利用率提高127%以上，肥料利用率提高60%以上。 2.热量效应可使晚秋、冬季、早春20厘米地温增加4～6℃，气温增加2～3℃。 3.生物防治效应可减少发病率80%～96%。 4.有机改良土壤效应可使土壤有机质提高10倍以上，根条数增加136%，根系鲜度增加1.25倍。 在以上四大效应的影响下，农产品上市期提前15～20天，收获期延长30～45天，综合投资成本下降60%，增效65%以上。结果证明，该技术是一项兼具经济效益、生态效益、社会效益的创新技术。 （二）作物生长表现，在反应堆产生的高浓度二氧化碳条件下，农作物在生理生态、形态结构及化学组成等方面发生了一系列的显著变化：根茎比增大，日增长量加快，生育期提前，主茎变粗，节间缩短，叶片面积增大，叶片变厚，叶色加深，开花结果增加，千粒重显著增高，果实明显增大，个体差异缩小，整齐度提高，果皮着色加深，含糖量升高，口感变甜，抗病虫害能力增强。若用于花卉，可使花卉的花朵增大，花期延长，花色更鲜艳，观赏价值更高。 三、秸秆生物反应堆应用的基本结论 （一）提高农业综合效益，显著增加农民收入。生物反应堆技术进入大田生产示范已2年，累积在7000个大棚、67公顷果园上推广应用。实践表明：使用该技术，每1/15公顷（1亩）平均增产50%以上，成倍增产的典型也很多。东阿县姚寨镇刘海洋村刘培明60米长的黄瓜大棚应用此技术收入18400元，增产106%，增收9000元；该县铜城镇大周村的周广新70米长大棚黄瓜应用此技术收入21000元，增产145%，增收12000元；济阳县曲堤镇阎家村周强60米长大棚油桃应用此技术收入16000元，增产135%，增收9000元；泰安市岱岳区良庄镇延北村左建宝拱棚土豆应用此技术增产126%；枣庄市峄城区榴园镇北刘庄孙丛银的石榴园应用此技术比对照增产215%；商河县杨庄铺乡前王村王家军甜椒大棚应用此技术，收入14000元，增产50%以上，增收6000元。多点应用效果显示，该项技术的投入产出比可达1：14～16。 （二）降低生产成本，提高农产品的质量。应用该技术后，二氧化碳供应充足，气温、地温提高，有益微生物大量繁殖，生成的抗病孢子和秸秆腐熟后产生大量的有机、无机养分，使作物生长健壮，抗病能力增强。各地应用情况表明，一般情况下町节省化肥50%以上，节省农药70%左右，每个大棚可减少投入300元以上。化肥、农药使用量减少，可显著提高果菜

秸秆综合利用创业计划书

创业计划书

1.企业名称：秸秆综合利用有限责任公司 （生物颗粒能源、玉米秸秆穣颗粒饲料）2.背景 2.1 公司确定产品的缘由 2.1.1.产品主力军—生物能源（颗粒燃料） 生物质能仅次于煤炭、石油和天然气，居于世界能源消费总量第4位。据专家预测，生物质能极有可能成为未来可持续能源系统的重要组成部分，到下世纪中叶，采用新技术生产的各种生物质替代燃料将占全球总燃料消耗的40%以上。由于生物质替代燃料具有无染污、可再生等显著特点，因此日益受到各国的重视。随着我国经济的不断发展，能源短缺问题显得日益严重，为了解决能源危机、减轻环境污染、保护生态环境，开发利用生物质能显得尤为重要。 目前，生物能源技术的研究与开发已成为世界重大热门课题之一，受到世界各国政府与科学家的关注。许多国家都制定了相应开发研究计划：如日本的阳光计划、印度的绿色能源工程、美国的能源农场等，其中生物能源的开发利用占有相当大的份额。国外很多生物能源技术和装置已经达到商业化应用程度，同其他生物质能源技术相比较，生物质颗粒燃料技术更容易实现大规模生产和使用。使用生物能源颗粒的方便程度可与燃气、燃油等能源媲美。以美国、瑞典和奥地

利等国为例，生物能源的应用规模，分别占该国一次性能源消耗量的4%、16%和10%；在美国，生物能源发电的总装机容量已超过1万MW，单机容量达10～25MW；在欧美，针对一般居民家用的生物质颗粒燃料及配套的高效清洁燃烧取暖炉灶已非常普及。 我国也十分重视生物能源的开发和利用。20世纪80年代以来，我国政府一直将生物质能源利用技术的研究与应用列为重点科技攻关项目，开展了生物质能利用新技术的研究和开发，使生物质能技术有了进一步提高。但我国生物质能的利用研究主要集中在大中型畜禽场沼气工程技术、秸秆气化集中供气技术和垃圾填埋发电技术等项目，对于生物质能颗粒燃料产品的生产加工与直接燃烧利用的研究还刚刚起步。国内部分高校和科研机构开展了生物质颗粒成型技术的研究，取得了一定成绩。但是，生物质能源颗粒产品在我国推广应用还很少。 秸秆固化成型法与其它方法生产生物质能相比较，具有生产工艺、设备简单，易于操作，生产设备对各种原料的适应性强及固化成型的燃料便于贮运（可长时间存贮和长途运输）和易于实现产业化生产和大规模使用等特点。另外，对现有燃烧设备，包括锅炉、炉灶等，经简单改造即可使用。成型燃料使用起来方便，在广大农村有传统的使用习惯，成型燃料也易于被老百姓所接受。目前，我国采用的生物质固化成型燃料的形状主要有棒状、块状和颗粒状。这几种形状燃料的加工方法均为传统生产方法，普遍存在着设备能耗过高、磨损严重和使用寿命短等问题。本项目所应用的生物质颗粒燃料加工工艺及方

秸秆还田对土壤质量影响研究进展_叶丽丽

[4]朱校奇，邓启云，陈春光，等.再生稻及超级杂交稻再生利用研究进展[J].杂交水稻，2007，22（3）：6-9. [5] 马绪亮，李合松，刘莉莉.应用14 C 示踪技术研究超级杂交稻同化产物转运分配及其与早衰关系的研究[J].激光生物学报，2008，（6）：142-146.[6] 任天举，李经勇，邹亚兰，等.头季稻后期光合产物对再生稻的 影响[J].再生稻，1997，（2）：17-21.[7] 徐富贤.杂交中稻抽穗后再生芽生长与头季稻茎鞘物质积累的关系[J].中国水稻科学，1997，11（3）:160-164. （责任编辑：高国赋 ） 秸秆还田对土壤质量影响研究进展 叶丽丽1，王翠红1，彭新华2，王丽慧1 （1.湖南农业大学资源环境学院，湖南长沙410128；2.中国科学院南京土壤研究所，江苏南京210008） 摘要：为正确评价农业生产中秸秆还田的作用，本文从土壤肥力质量、土壤健康质量、土壤环境质量三个方面综述了秸秆还田 对土壤质量的影响，并展望了秸秆还田的前景。 关键词：秸秆还田；土壤肥力质量；土壤健康质量；土壤环境质量中图分类号：S141.4 文献标识码：A 文章编号：1006-060X （2010）19-0052-04 Effect of Straw Returning on Soil Quality YE Li-li 1,WANG Cui-hong 1,PENG Xin-hua 2,WANG Li-hui 1 (1.College of Resources and Environment,HNAU,Changsha 410128,PRC;2.Institute of Soil Science,Chinese Academy of Sciences,Nanjing 210008,PRC) Abstract:In order to correctly evaluate t he effect of straw returning in agricultural production,the effect of straw returning on soil quality was introduced from three aspects (soil fertility quality,soil health quality and soil environmental quality),and the prospects of straw returning were viewed. Key words:straw returning;soil fertility quality;soil health quality;soil environmental quality 秸秆因含有一定的氮、磷、钾等多种元素，同时富含大量的纤维素、木质素和蛋白质等有机物质而一直受到农业科学工作者的高度关注，人们在秸秆 还田的技术、 作用以及产生的问题等方面进行了大量研究。早期研究表明，秸秆还田对于改善土壤结构、提高土壤养分等具有重要作用，因此世界一些发达国家已将秸秆还田作为农业生产中土壤培肥的一项有效措施来实施，甚至有的国家如日本还将此当作法律来执行。然而近十几年研究表明，秸秆还田可能带来如温室气体排放、土壤重金属污染等环境问题。我国是秸秆产量较丰富的国家，据不完全统计，我国秸秆年产量约7.9亿t 左右，约占全世 界的39.5%，但目前这些秸秆除小部分用作燃料、 造纸、畜牧饲料外，大部分秸秆被就地焚烧，还田率极低，仅占总产量的1/4。由此可见，我国的秸秆还 田措施有大量发展空间。 本文从近十年来提出的土壤质量概念，即土壤肥力质量、土壤健康质量以及土壤环境质量3个方面综述了由秸秆还田带来的影响，旨在为农业生产中实施秸秆还田措施提供一定参考。 1秸秆还田对土壤肥力质量的影响1.1 土壤物理指标 1.1.1土壤结构土壤结构是调控土壤物理、生物过程和土壤有机质分布的重要因素之一，土壤团聚体是土壤结构的基本单元。多数研究表明，秸秆覆盖还田具有良好的改土培肥、改善土壤结构、增加0.05～0.25mm 的粗粒级团聚体含量的作用。秸秆还 收稿日期：2010-07-24 作者简介：叶丽丽（1983-），女，四川内江市人，在读硕士，研 究方向为土壤物理。通讯作者：王翠红 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 湖南农业科学2010，（19）：52~55Hunan Agricultural Sciences

图解秸秆生物反应堆

内置式秸秆生物反应堆技术操作图解1拌菌种 1：拌菌种和兑料菌种：麦麸=1：20 2：干拌菌种与麦麸混合均匀 3：加水搅拌水：麦麸=1：1 4：遮阴堆积4小时后使用，2天内用完 内置式秸秆生物反应堆技术操作图解2内置式操作 1：开沟宽60-80cm，深20-25cm 2：铺秸秆厚度 30-35cm

3：撒菌种均匀等量 4：轻拍用铁锹拍，使菌种均匀分布 内置式秸秆生物反应堆技术操作图解3 内置式操作 5：覆土土层厚度20-25cm 6：覆土两头露秸秆10cm 7：起垄浇水水量足，湿透秸秆 8：打孔12#钢筋穿透秸秆孔距20cm×20cm

外置式秸秆生物反应堆技术操作图解 1、挖沟距山墙60-80cm，挖上口宽120-130cm，深100cm，下口宽90-100cm，长6-7米的沟（储气池）将所挖出的土壤分别均匀放在沟上四周，摊成外高里低的坡形。 2、贮气池与交换机底座的建造用旧农膜铺设沟底、四壁直至沟上沿80-100cm宽。中间位置向棚内开挖一宽65cm，深50cm，长100cm的出气道，出气道末端建造一个下口直径为50cm（内径），上口内径为40cm，高出地面20cm的圆形交换底座。沟壁、气道和上沿用单砖砌垒，水泥抹面，沟底用沙子水泥打底，厚度6-8厘米。南北两头各建造一个长50cm，宽高20×20米的进气道，单砖砌垒或者用管材替代。

3、交换机安装与反应堆底部构造安装交换机，底端固定且保证密封不漏气，连接电源。在沟上南北向每隔40cm东西排放一根水泥杆（20 cm宽，10 cm厚），在水泥杆上南北纵向每隔10 cm用铁丝、细竹竿或竹坯固定。 4、秸秆铺放与安机抽气铺放秸秆先横后纵，交叉重叠摆放整齐。每40 cm厚撒一层菌种，连续铺放3—5层，淋水浇湿，水量以下部沟中有一半积水为宜，最后用农膜覆盖保湿，农膜覆盖不易过严，安机抽气。 5、气带打孔与开机抽气气带连接机器后，注意气带方向，分别在两边和下方打孔，朝南、朝下孔距30cm，朝北电话两边各打一个。上料当天要开机苗期5—6小时，开花期7—8小时，结果期10小时以上。

秸 秆 生 物 炭 吸 附 土 壤 中 重 金 属 的 研 究

秸秆生物炭吸附土壤中重金属的研究 祖科吉李万海* （环境科学与工程系，环境1401） 摘要：玉米秸秆为原料，在350℃和700℃热解温度下分别制备两种生物炭（BC350和BC700），通过等温吸附实验、初始pH、不同粒径对玉米秸秆生物炭对Cd2+吸附影响。根据吸附结果，选BC700做吸附动力学试验。通过实验室模拟污染土壤添加生物炭，探究其对污染土壤中有效态Cd2+和水溶态Cd2+的影响，以及施入生物炭后对土壤pH的影响。结果表明：Langmuir 方程和Freundlich方程，两个方程均能较好的拟合，Langmuir方程能更好地拟合两种生物碳对Cd2+的吸附等温过程，其最大吸附量分别为34.22 mg·g -1和54.29 mg·g-1。BC700对Cd2+吸附过程更符合准二级动力学方程，对Cd2+的吸附效果更佳。初始pH对Cd2+的吸附影响较大，当pH=5时，吸附量最大为30.45mg·g -1，生物炭粒径对Cd2+的吸附影响较小。以土壤重量的0.05%，0.25%，0.5%，1%的量分别单个施入生物炭BC700，培养20d后，共4个处理同CK相比土壤pH0.24-0.32个单位值，土壤有效态Cd2+含量下降10.21 %-18.21%，土壤水溶态Cd2+下降13.3 %-40%。 关键词：生物炭；镉污染土壤；吸附量 近年来，由于玉米秸秆农业废弃物资源化利用处理比较困难。生物炭制备原料包括农业废弃物，工业和城市产生的有机固体废弃物等，制备秸秆生物炭可以改善此类问题。生物炭由于具有表面积大，呈现碱性，含有丰富的有机官能团和无机灰分等特点，生物炭在重金属修复方面的研究逐渐增多[1-2]。 重金属Cd的环境风险大，具有潜在的“三致”效应。Cd去除方法包括物理吸附、化学沉淀和生物修复等。由于具有简单，见效快等特点，吸附法被广泛的应用到处理重金属Cd中，然而，常用的商用活性炭的成本较高。因此，具备较高经济效益的吸附剂成为研究的重点[3-4]。其超标点位占全国土壤调查点位的7%[5]。当植物体中Cd的含量达到5-10ug·g-1（干质量）及会引起生物体毒性效应，到来严重的农产品安全问题[6]。Cd污染不仅会降低农作物产量和品质，还会影响土壤养分循环，导致土壤退化。 本研究以实验室模拟污染农田土壤为供试土壤，通过添加不同量的玉米秸秆生物炭，探究其对Cd污染土壤的影响（pH、有效态Cd2+含量、水溶态Cd2+含量等），以期将秸秆生物炭应用到龙潭川重金属污染原为钝化修复中，提供理论依据。本实验烧制的生物炭灰分多，产量低，但对土壤pH提高幅度较大，烧制过程中没有添加改性剂，无需处置可直接施入土壤，对土壤环境无有害影响。 1材料与方法 1.1 供试生物炭与土壤 首先收集废弃的玉米秸秆(玉米秸秆取自吉林化工学院后山农田）。生物炭的制备采用缺氧低温热解法，先将玉米秸秆用剁段，然后玉米秸秆用去离子蒸馏水洗净后放入105℃烘箱中烘干7h，用粉碎机粉碎后过80目筛保存，以备生物炭烧制使用。然后将粉碎后的秸秆放入坩埚压实，放入预热后的马弗炉，以升温速率10℃/min，并在目标温度350℃和700℃下处理2h，得到不同热解温度下的生物炭制品（分别为BC350和BC700）。冷却后，研磨过作者：祖科吉（Zukeji），男，吉林吉林，环境科学与工程本科生，E-mail:1132335448@https://www.wendangku.net/doc/9518498980.html, *通讯作者：李万海（Liwanhai），男，吉林吉林，教授，主要从事污染源治理及解析的研究方向， E-mail：12532272507@https://www.wendangku.net/doc/9518498980.html,

玉米秸秆综合利用现状及建议

玉米秸秆综合利用现状及建议 摘要：根据临夏州玉米生产情况和秸秆利用现状及秸秆利用中存在的问题，提出玉米秸秆综合利用的建议：一是加强宣传引导，提高思想认识；二是大力发展草食型畜牧业；三是出台优惠政策和奖励机制；四是加强技术开发与研究。 关键词：秸秆；现状；建议 临夏回族自治州是一个以农业为主的少数民族地区，主要种植的农作物有玉米、马铃薯、小麦、蚕豆、油菜等。其中玉米是我州的主要粮食作物之一，在全州粮食生产、保证粮食安全中占有重要地位。玉米是高产之王、饲料之王，2006年全州种植面积3.33万hm2，近年来随着全膜双垄沟播技术的推广应用，玉米种植面积迅速扩大，种植区域主要由光、热、水、肥条件较好的川塬灌区向干旱、半干旱地区发展，2010年种植面积达4.67万hm2，产玉米500～800 kg/667 m2，产秸秆3 000 kg/667 m2以上。玉米生产不仅保证了我州的粮食安全，而且为畜牧业提供了大量的精饲料和粗饲料，有力地促进了畜牧业发展。 1 玉米秸秆利用现状 玉米是我州第一大作物，2010年种植面积4.67万hm2，秸秆产量达到210万t，目前秸秆利用的方式和途径主要有四种。 1.1 秸秆养畜 有关资料表明，玉米秸秆含有30 %以上的碳水化合物、2 %～4 %的蛋白质和0.50 %～1 %的脂防。就草食动物而言，2 kg的玉米秸秆增重净能相当于1 kg 的玉米籽粒，特别是对玉米秸秆进行青贮氨化等方法处理后，营养价值变高，适口性增强，利用率大大提高。秸秆养畜首先解决了牛、羊等家畜粗饲料短缺的问题，利用丰富的秸秆资源可增加养畜规模，促进畜牧业发展；其次通过牲畜粪便，实现过腹还田，积攒农肥，增加土壤有机质，提高土壤肥力。我州少数民族群众养牛、养羊经验比较丰富，玉米秸秆是养畜主要的饲料之一，秸秆利用状况较好。玉米秸秆作为饲料有直接喂养、青贮氨化喂养、揉丝打包喂养、晒干粉碎喂养等方式。 1.2 农村能源利用 玉米秸秆纤维中的碳量约占4 %以上，碳使秸秆具有燃烧价值。在我州草食型养殖业欠发达地区，玉米秸秆被晒干后当作柴禾作为燃料，烧水做饭等，造成了资源浪费和严重的环境污染。 1.3 秸秆还田

热解污泥生物炭化学组成及环境效应研究进展

董智伟等 热解污泥生物炭化学组成及环境效应研究进展 热解污泥生物炭化学组成及环境效应 研究进展* 第一作者：董智伟，男，1993年生，硕士研究生，研究方向为生物质资源化利用」通讯作者# *国家自然科学基金资助项目（No.41763016）；昆明理工大学分析测试基金资助项目（No.2017T20130171） # 董智伟左宁王彦周昱伟陈芳媛$ （昆明理工大学环境科学与工程学院，云南昆明650500） 摘要 污泥是生物法处理市政污水、工业废水产生的副产物，产量大，且处理不当会造成生态污染。用污泥制备污泥生物炭" 既能实现污泥资源化利用又能减少环境污染。对目前热解污泥生物炭制备和施用过程中产生的环境效应进行综述，着重讨论了热 解污泥制备污泥生物炭过程中的元素（碳、氢、氧、氮、硫等）转化、污泥生物炭中重金属形态、吸附性质及土壤施用情况#系统地分析 污泥生物炭从制备到施用过程的环境效应，有利于对其实际应用进行全面的环境风险评估# 关键词污泥生物炭热解元素转化环境效应 DOI ： 10.15985/https://www.wendangku.net/doc/9518498980.html,ki. 1001-3865.2019.04.021 Research progress in chemical p roperties and environmental effects of pyrolysis sludge biochar DONG Zhixvei , ZUO Ning -, WANG Yan , ZHOU Yuzvei , CHEN Fangyuan . ( Faculty of Environmental Science and Engineering , Kunming University of Science and Technology ■, Kunming Yunnan 650500)Abstract : Sludge is by-product of biological process in the treatment of municipal sewage and industrial wastewater. It has a huge production and may cause ecological po l ution if improperly treated. Preparation of biochar with sludge may realize both resource utilization and po l ution reduction of the sludge. The environmental e f ects in thesludge biochar preparation and application process werereviewed.Thetransformation ofelements (carbon , hydrogen , oxygen , nitrogen , sulfur , etc. 5 and heavy metal species , adsorption property and applied conditions of sludge biochar were discussed. The systematical analysis of the environmental effect of pyrolysis sludge biochar from preparation to application was helpful to its comprehensive environmental risk evaluation. Keywords : sludge biochar ； pyrolysis ； element conversion ； environmental effect 近年来，生物炭由于其特殊的、多元的功能和价 值得到越来越多学者的关注#生物炭是生物质在完 全或部分缺氧状态下热解产生的一类难溶、稳定、含 碳量高的高度芳香化固态物质，其元素组成主要包 括碳、氢、氧、氮、硫、磷、钾、钙、硅等。主要元素碳质 量分数为66.6% #87.9%，氢质量分数为1.2%? 2.9%，氧质量分数为10.6%#26.6%。从化学构成 来看，生物炭主要由烷基和芳香结构组成，同时还包 含有羧酸及其衍生物、酚类、烯烃及其衍生物等。从 微观结构上看，生物炭多由紧密堆积、高度扭曲的芳 香环片组成，表面孔隙多，比表面积较大。多孔特征 促进了生物炭对有机物和重金属的吸附去除，施加 到土壤中可以为微生物生存提供附着位点和较大空 间，提高土壤水分和通气性，调节土壤微环境[12] # 因此，生物炭在环境修复和土壤改良等方面都拥有 巨大的应用潜力 污泥是污水处理厂的主要副产物。据估计, 2015 年中国污水处理厂产生了 34000000t 污泥 （含水量80%左右）56*。随着城镇化进程加快，污 水处理厂的进一步普及，污泥产量还将不断提高。 同时，污泥含重金属、有机物、病原体等各种污染物, 处理不当将会造成严重的环境问题7。热解是一项 应用较广的固废处理技术，热解污泥能够减少污泥 体积，杀死病原体，分解有机物，有利于污泥资源化 利用8。热解的基本过程是污泥在相对低温（通常 小于700 °C ）和无氧条件下加热，最终产生生物气、 生物油和生物炭产品。生物气和生物油可以用作生 物能源，生物炭可以回收利用。污泥中有机质含量达60%以上，具有较高的 碳、氮、硫含量。热解过程中，这些元素转化的CO ” HCN'H ^S 等气体排放到环境中，会造成大气污染。 同时，污泥相对其他生物质具有高含量重金属。热 解后，大量重金属将残留在污泥生物炭中，施加到土 壤后会影响农作物的生长。因此，了解污泥生物炭? 479 ?

污泥基生物炭在水处理中的应用

污泥基生物炭在水处理中的应用 摘要：随着污水处理厂的规模逐渐扩大，出水要求更加严格，导致剩余污泥的 排放量越来越大。污泥中包含着很多有毒物质，如重金属、盐类、有机污染物、 病原菌等，长期暴露于环境中将会严重影响人类的健康，破坏生态环境，造成二 次污染。因此对市政污泥进行减量化、稳定化、无害化、资源化利用是如今环境 发展过程中亟待解决的问题之一。在污水处理中，吸附法成本低廉、操作简便、 去除污染物能力较强，污泥基生物炭作为常见的优良吸附剂被广泛用于水污染处 理当中。 关键词：污泥；生物炭；水处理；应用 1生物炭简介 生物炭(biochar)指在低氧或缺氧条件下将木材、农作物秸秆、污泥或动物粪便等生物质 经过高温裂解形成的稳定且富含碳元素的物质。生物炭的基本组成元素是碳、氢、氧等,但其 主要成分是碳(约70%-80%)。自然界中的生物质多种多样,所以不同生物质制成的生物炭在结构、孔隙结构、比表面积等方面上具有很大差异。但它作为一种功能多样的生物炭材料,在环 境学、材料学及农业等方面都展现出了极大的应用潜力,目前已经引起了各行各业的广泛关注。 2污泥基生物炭的制备方法 生物炭的制备原料非常多，如花生壳、玉米芯、玉米秸秆、甜菜根、稻谷壳和果皮等， 都可被用于制备生物炭。生物炭制备通常使用的方法为高温裂解法和水热碳化法。其中，高 温裂解法即将生物质原料置于缺氧或氧含量极低的环境下，对其有控制地进行高温分解制备 得到生物炭的方法，其又可分为慢速热解、中速热解和快速热解;水热碳化法是一种将生物质 置于一定温度的水中，并在一定压力的条件下得到生物炭的一种制备方法。此外，由于因为 材料、热解方式、温度等的不同，不同方法得到的生物炭性质存在差异。污泥基生物炭的制备，实现消耗处理市政污泥减少环境污染，将污泥进行废物利用。 3污泥基生物炭在水污染中的应用 3.1吸附去除重金属离子 重金属污染是指由重金属或其化合物的造成的环境污染，主要来源于工业污染、生活垃 圾等方面，长时间存在于生态环境中，并随生物链不断累计最终将会严重危害人体健康。用KOH活化制备污泥基生物炭，经过研究发现，活化剂的浓度选取15%时吸附效果最佳，当污 泥质量与KOH溶液比为1:1时，吸附率达到99.87%。当活化剂的浓度选择合理时，由于脱水作用使得污泥基生物炭产生较多的孔隙，增加其吸附金属的能力，而当活化剂过少或过多时，会因为空隙不够和产生更大的孔隙导致吸附效果下降。KOH浸渍时间为4h、炭化温度为750℃、炭化时间为40min为最佳制备条件。利用含铁污泥和棉花秸秆制备涂覆的棉秆生物 质炭，用于去除Cr(VI)。经过分析表明该吸附剂的表面积达到129.2m2/g，孔隙体积为 0.1711cm3/g，对Cr(VI)有着较强的吸附能力。并且利用磁铁可以很容易从溶液中分离出铁碳 化合物从而达到回收再利用的效果，水处理厂产生的铁渣可以直接回收制得吸附剂，为铁资 源利用提供一个较好的研究方向。 3.2吸附去除染料

[反应堆,秸秆,生物]秸秆生物反应堆技术及其创新应用

秸秆生物反应堆技术及其创新应用 秸秆生物反应堆技术是现阶段我省主要推广的一项农业新技术，它能够很好地解决北方地区冬春季地温低、二氧化碳不足、以及长期大量施用化肥导致的土壤生态恶化、土传病害严重等问题。但在推广过程中，也受到生产后期畦面下陷、前期温度高作物徒长、操作繁琐、秸秆资源等问题的困扰。因此我们在生产实践中，对秸秆生物反应堆技术进行创新，农户能够根据栽培茬口选择秸秆反应堆类型，使秸秆生物反应堆技术能够得到更好地推广与应用。 一、秸秆生物反应堆行下内置式此方式是主要应用形式。对于提高地温、补充棚内二氧化碳浓度效果明显，主要应用于冬茬、冬春一大茬栽培。 1.1、挖沟配置微型挖沟机作物定植或播种前，按20cm～50cm宽挖沟槽，槽沟宽度要小于畦上的定植行10cm左右。温室挖沟槽深20cm～30cm，每条沟槽中间的间距等于畦距。温室冬茬生产在8月下旬～9月上中旬开始挖沟（先定值、后启动） 1.2、铺秸秆 主要选用玉米秸秆，也可选用稻草、稻壳、酒糟、圪囊、杂草等。秸秆用量2000―3500kg/亩，玉米秸拆开捆（不用整捆）铺满入槽沟，每畦30kg～50kg，即每个槽沟内铺用6捆～10捆玉米秸。铺实、踩实。秸秆铺施厚度比沟深高出10-15cm，畦沟两头的秸秆露出10cm～15cm，利于氧气的输入。或利用废矿泉瓶底部打开插在玉米秸两头，输入氧气，减少了铺秸秆两头必须露出所带来的不便。减少劳动强度，提高劳动效率。 秸秆上施农家肥农家肥4000 -5000kg/ 亩，每畦50kg～60kg。化肥混到农家肥中，或在做畦复土中间层撒施。当土壤已经施完农家肥时，可向每畦秸秆上施15kg左右农家肥。 喷施菌液将宏扬秸杆菌8公斤配2瓶活化剂与80公斤温水搅拌化开，发酵2个小时即可使用。 1.3、做畦 先撒填少量土后，用锹拍打。随后回填土，不断用铁锹拍打秸秆和床面，让土壤和肥进入秸秆空隙当中。覆土厚度18cm～20cm，不能超过25厘米。使畦高25cm～30cm。畦面适当拍打。畦面进一步调平。采用软管滴灌，在畦定植行附近铺双根软管带。低温季节覆盖白色透明膜地膜。采用整畦覆盖，边覆盖边压严。禁用畦垄上对缝条型覆盖和漂浮膜覆盖，防止气害发生。 1.4、浇水启动原则：温度需要提升时才可启动。秆杆浇大水，水面达畦高的三分之二，使上层所覆盖的土壤被水洇湿。日光温室冬茬栽培，10月底向沟中灌大水启动。日光温室早春茬，在作秸秆反应堆时，撒完菌种覆土前就浇水启动。棚室冬茬、春茬作过秸秆反应堆的当年秋茬不再作。秋茬作反应堆时，在需要提高地温时向秸秆灌水启动。 1.5、防虫秸秆藏有越冬害虫的，覆盖地膜前，畦面喷杀虫剂防治地下害虫、虱虫和玉米螟。每亩用40%辛硫磷（黄瓜、菜豆不宜）1000倍液喷撒畦面，或用50%敌百虫乳油800倍

秸秆综合利用实施方案

海南省“十三五”秸秆综合利用实施方案 1—1—

目录 前言 ......................................................................................... - 0 - 一、秸秆综合利用的重要意义 .................................................. - 0 - 二、秸秆资源和综合利用现状 .................................................. - 1 - （一）秸秆资源量.............................................................. - 1 -（二）秸秆综合利用现状及目标 ...................................... - 3 -（三）存在的主要问题 ...................................................... - 6 -三、指导思想、基本原则和总体目标 ...................................... - 9 - （一）指导思想.................................................................. - 9 -（二）基本原则.................................................................. - 9 -（三）总体目标................................................................ - 10 -四、重点领域和建设内容........................................................ - 11 - （一）重点领域................................................................ - 11 -（1）秸秆还田利用 .................................................. - 11 - （2）秸秆肥料化利用 .............................................. - 11 - （3）秸秆饲料化利用 .............................................. - 11 - （4）秸秆能源化利用 .............................................. - 12 - （5）秸秆基料化利用 .............................................. - 12 - （6）秸秆收储运体系建设 ...................................... - 12 -（二）建设内容................................................................ - 12 -——

【CN110078045A】一种基于秸秆的生物炭、土壤汞稳定化药剂及其制备方法【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910390205.8 (22)申请日 2019.05.10 (71)申请人 东北大学 地址 110169 辽宁省沈阳市浑南区创新路 195号 (72)发明人 郑旭东　杨合　李述贤　龚建军　 陈小桐　 (74)专利代理机构 北京易捷胜知识产权代理事 务所(普通合伙) 11613 代理人 韩国胜 (51)Int.Cl. C01B 32/05(2017.01) C09K 17/04(2006.01) B09C 1/08(2006.01) (54)发明名称 一种基于秸秆的生物炭、土壤汞稳定化药剂 及其制备方法 (57)摘要 本发明提供一种基于秸秆的生物炭制备方 法，将干燥秸秆置于金属氯化物溶液中进行浸 渍，然后经烘干获得第一改性秸秆；将单质硫与 所述第一改性秸秆混合均匀，获得第二改性秸 秆；对第二改性秸秆进行炭化处理，制备秸秆生 物炭。该制备方法原料来源广、工艺简单、成本低 且无二次污染。本发明还提供一种包含所述生物 炭的土壤重金属稳定化药剂，土壤汞污染去除效 果好，减少生物炭固定的汞产生二次污染和被微 生物甲基化的机会。权利要求书1页 说明书8页CN 110078045 A 2019.08.02 C N 110078045 A

权　利　要　求　书1/1页CN 110078045 A 1.一种基于秸秆的生物炭制备方法，其特征在于，将干燥秸秆置于金属氯化物溶液中进行浸渍，然后经烘干获得第一改性秸秆；将单质硫与所述第一改性秸秆混合均匀，获得第二改性秸秆；对所述第二改性秸秆进行炭化处理，制备秸秆生物炭。 2.根据权利要求1所述的基于秸秆的生物炭制备方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤S1、将秸秆剪碎，并依次对剪碎后的秸秆进行烘干和粉碎，获得秸秆颗粒； 步骤S2、将所述秸秆颗粒浸渍到金属氯化物溶液中，取出、烘干，获得第一改性秸秆颗粒； 步骤S3、将单质硫与所述第一改性秸秆颗粒混合均匀，获得第二改性秸秆颗粒； 步骤S4、将所述第二改性秸秆颗粒在氮气/氩气气氛下升温至热解温度，并在热解温度下保温进行炭化处理，获得秸秆生物炭。 3.根据权利要求2所述的基于秸秆的生物炭制备方法，其特征在于，所述步骤S1中， 秸秆为玉米秸秆；剪碎后的秸秆长度为1～3cm；烘干的温度为100～110℃，烘干的时间为11～13h。 4.根据权利要求2所述的基于秸秆的生物炭制备方法，其特征在于，所述步骤S2中， 金属氯化物溶液为氯化钾溶液、氯化锌溶液或氯化铁溶液； 秸秆颗粒与金属氯化物溶液中氯化物的质量比为10:1～5； 烘干的温度为100～110℃。 5.根据权利要求4所述的基于秸秆的生物炭制备方法，其特征在于，所述金属氯化物溶液的浓度为0.1～1mol/L。 6.根据权利要求1所述的基于秸秆的生物炭制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，第一改性秸秆颗粒与单质硫的质量比为20:1～5。 7.根据权利要求1所述的基于秸秆的生物炭制备方法，其特征在于，所述步骤S4中， 升温速率为8～10℃/min，热解温度为300～600℃，保温时间为1～2小时； 炭化处理在管式炉中进行，氮气的流速为0.5L/min，管式炉产生的尾气用氢氧化钙溶液吸收。 8.根据权利要求1所述的基于秸秆的生物炭制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，在保温结束后，冷却、研磨、及过100～200目筛，获得秸秆生物炭。 9.一种基于秸秆的生物炭，其特征在于，所述生物炭由权利要求1至8任一项所述的生物炭制备方法制备得到。 10.一种土壤汞稳定化药剂，其特征在于，所述土壤汞稳定化药剂包含如权利要求9所述的生物炭。 2

不同秸秆生物炭的孔隙结构及其差异

第53卷第2期2019年3月生一物一质一化一学一工一程Biomass Chemical Engineering Vol.53No.2Mar.2019一一收稿日期:2017-12-22一一基金项目:烟草行业烟草栽培重点实验室项目(30800665);河南省烟草公司项目(HYKJ201301);重庆市烟草公司项目(NY20140401070010)一一作者简介:叶协锋(1979 ),男,河南郏县人,副教授,博士,硕士生导师,主要从事烟草栽培与土壤改良研究;E-mail :yexiefeng@https://www.wendangku.net/doc/9518498980.html,三doi:10.3969/j.issn.1673-5854.2019.02.007 研究报告 生物质材料 不同秸秆生物炭的孔隙结构及其差异 叶协锋,于晓娜,周涵君,李志鹏,张晓帆 (河南农业大学烟草学院;国家烟草栽培生理生化研究基地;烟草行业烟草栽培重点实验室,河南郑州450002)摘一要:基于低温氮气吸附的研究方法,对水稻秸秆二玉米秸秆二小麦秸秆制备的生物炭进行了孔结构研究,用BET 方程二BJH 方程和t -plot 方法分别计算得到生物炭的比表面积二孔径分布和微孔数据,利用FHH 模型计算了孔隙分形维数三研究表明:不同温度不同材料都对生物炭的孔结构有较大影响,随着热解温度的升高水稻秸秆生物炭和小麦秸秆生物炭的BET 比表面积和总孔容呈先增加后降低的趋势,而玉米秸秆生物炭的孔隙度随着热解温度升高持续增加;3种秸秆生物炭的孔径分布均以中孔为主,孔隙内部以Ⅱ型孔为主;水稻秸秆二玉米秸秆二小麦秸秆制备的生物炭都具有很好的分形特征,分形维数(D )分别为2.5454~2.6693二2.6297~2.6895二2.5773~2.5972,表明这3种生物炭孔隙结构比较复杂,非均质性强,其中水稻秸秆生物炭和小麦秸秆生物炭均在500?条件下有较高的分形维数,分别是2.6693和2.5972,玉米秸秆生物炭则在700?条件下有较高的分形维数,为2.6895三 关键词:秸秆;生物炭;孔结构;分形维数 中图分类号:TQ35一一文献标识码:A一文章编号:1678-5854(2019)02-0041-06引文格式:叶协锋,于晓娜,周涵君,等.不同秸秆生物炭的孔隙结构及其差异[J ].生物质化学工程,2019,53(2):41-46. Pore Structure and Fractal Characteristics of Biochars From Different Straw YE Xiefeng,YU Xiaona,ZHOU Hanjun,LI Zhipeng,ZHANG Xiaofan (Tobacco Science College of Henan Agricultural University;National Tobacco Cultivation and Physiology and Biochemistry Research Centre;Key Laboratory for Tobacco Cultivation of Tobacco Industry,Zhengzhou 450002,China)Abstract :Based on the cryogenic nitrogen gas adsorption method,the pore characteristics of biochars made from farmland waste including rice straw,corn stalk and wheat straw were studied.The BET equation,BJH equation and t -plot method were used to caculate the specific surface area,pore size distribution and microporous parameters,and FHH model was used to obtain the fractal dimension(D )of pore.Results showed that different temperature and different materials all had larger effects on the pore characteristics of biochar.With the increase of pyrolysis temperature,the BET specific surface area and pore volume of rice-straw-biochar and wheat-straw-biochar increased firstly and then decreased,whereas,the porosity of corn-stalk-biochar always increased.It was concluded that the mesopores were the main type of pores in three kinds of biochars and the pores mainly consisted of the second pores.It was found that rice-straw-biochar,corn-stalk-biochar and wheat-straw-biochar all had good fractal characteristics,and the pore fractal dimensions were 2.5454-2.6693,2.6297-2.6895and 2.5773-2.5972,respectively,which reflected the complexity and heterogeneity of the biochar porosity.Both rice-straw-biochar and wheat-straw-biochar had higher fractal dimension at 500?(2.6693and 2.5972),but corn-stalk-biochar had higher fractal dimension at 700?(2.6895).Key word :crop straw;biochar;pore characteristics;fractal dimension 中国主要作物秸秆种类有近20种,其中水稻二玉米二小麦秸秆分别占总秸秆的29.0%二37.5%和19.9%[1]三长期以来大量秸秆被丢弃二焚烧,不仅造成资源浪费,也污染了环境[2-7]三利用作物秸秆热