糞便污泥水熱炭磷素形態(tài)與其在土柱中淋失規(guī)律研究.pdf

1、糞便污泥含水率高，含有豐富的N、P、K等營(yíng)養(yǎng)元素，且重金屬含量低，具有較高的農(nóng)業(yè)資源化潛力。水熱炭化作為生物質(zhì)無(wú)害化及資源化處理的重要途徑之一，較之于熱解和氣化更適用于高含水率的生物質(zhì)處理，但到目前為止，糞便污泥水熱炭磷素賦存形態(tài)及磷素流失潛力有待進(jìn)一步探索。論文采用水熱炭化技術(shù),以糞便污泥及其水熱炭為研究對(duì)象，研究溫度(180℃、200℃、220℃、240℃)對(duì)糞便污泥水熱炭理化性質(zhì)的影響，并用修正的Hedley磷分組法分析了水熱炭中

2、各種形態(tài)磷素含量。同時(shí)，為了探究糞便污泥及其水熱炭施入土壤中磷素流失情況，通過(guò)土柱淋溶試驗(yàn)，研究糞便污泥及其水熱炭的磷在土柱中的淋失情況。經(jīng)試驗(yàn)研究，得出以下結(jié)果和結(jié)論：
　　①隨著水熱溫度的升高，水熱炭的產(chǎn)率下降，灰分含量增加，pH升高，有機(jī)質(zhì)、陽(yáng)離子交換量、總氮含量降低，總磷含量增加；C含量升高，N、H、O含量降低。O/C、H/C比降低，極性減弱，芳香化程度增強(qiáng)。
　?、谒疅崽亢写罅縎iO2、CaCO3等無(wú)機(jī)類晶體物質(zhì)

3、，孔隙以介孔為主。水熱炭化溫度超過(guò)240℃，會(huì)破壞水熱炭?jī)?nèi)部孔隙機(jī)構(gòu)，降低其比表面積，不利于水熱炭的土壤應(yīng)用。
　?、奂S便污泥中有機(jī)磷含量占總磷的11.73％。隨著水熱炭化溫度的升高，水熱炭有機(jī)磷含量降低，無(wú)機(jī)磷含量增加，水熱炭化有利于有機(jī)磷的礦化。無(wú)機(jī)磷是水熱炭中磷的主要組成部分，占到總磷的92.47%～99.54%。糞便污泥C/P比為21.47，水熱炭C/P比隨炭化溫度升高而降低，從180℃時(shí)的14.46降至240℃時(shí)的10.

4、79。
　?、芗S便污泥經(jīng)過(guò)水熱炭化，易提取態(tài)磷（水提取態(tài)磷+生物有效態(tài)磷）及殘余態(tài)磷含量均降低了，從初始的8.55%、32.05%分別降至1.65%~2.78%、0.07%～4.48%。隨著炭化溫度從180℃升至240℃，水熱炭中鐵鋁結(jié)合態(tài)磷含量逐漸降低，從20.53%下降為0.17%；鈣鎂結(jié)合態(tài)磷含量升高，從72.20%上升至98.10%。與糞便污泥相比，水熱炭中鐵鋁結(jié)合態(tài)磷顯著下降，鈣鎂結(jié)合態(tài)磷的比例明顯增加，水熱炭化過(guò)程有利

5、于不穩(wěn)定形態(tài)磷向穩(wěn)定形態(tài)磷轉(zhuǎn)化，減少磷的流失。
　?、莶煌幚?xiàng)l件下，土柱淋溶液中有機(jī)磷和無(wú)機(jī)磷所占比例分別為9.35~27.97%、72.03～90.65%，磷素淋失以無(wú)機(jī)磷形態(tài)為主。各土柱淋溶液中TP濃度隨著淋溶時(shí)間先升高后降低。添加糞便污泥和水熱炭，增加了土壤淋溶液中TP的濃度，與對(duì)照組相比，兩者添加量為2%、4%、8%的TP濃度比對(duì)照組分別增加了2.89～5.11、3.72～9.35、7.64～11.32倍和1.36～2.