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在城乡统筹发展逐步推进的今天,我国农村水环境污染问题日益突出,已成为建设“美丽乡村”和“美丽中国”的重要瓶颈。这就倒逼我们需要对农村量多面广的分散型污水处理进行传统工艺的革新。与此同时,分布于广大农村的作物秸秆和畜禽粪便等废弃物也成为农业面源污染的主要潜在来源之一。本研究依托国家科技支撑计划项目,引入“以废治废”理念,对农村分散型污水的深度处理与农业废弃物的处置进行有机耦合,即利用农业废弃物制备生物质炭,作为水处理剂对分散型污水处理的出水进行深度处理和提标升级,达到满足水环境敏感区域(如三峡库区)水环境质量要求的目的。论文首先利用烟秆和牛粪,制备生物质炭,作为吸附材料,探讨烟秆炭和牛粪炭的理化性质和形貌结构；然后通过静态吸附试验,筛选出对NH4+-N、TP、COD吸附效果较好的生物质炭；最后以筛选出的生物质炭构造吸附柱,并优化了吸附柱的工艺条件,为生物质炭的合理利用和农村分散型污水的深度处理提供科技支撑。试验得出的主要研究结论如下：烟秆和牛粪制备的生物质炭(TS-500、CD-500),均成碱性,TS-500质地较硬,颗粒饱满,而CD-500质地疏松,呈絮状。TS-500和CD-500含有烯烃、芳烃、芳香族、脂肪族和羟氢氧基结构,CD-500还含有一级羟基和脂肪链结构。TS-500表面粗糙,孔隙更发达,孔隙内部较洁净,CD-500表面附着着许多凸起物。两种生物质炭孔隙中主要构成元素为C、N。TS-500孔隙中K含量较高,CD-500表面凸起物中Si含量较高,同时K、Na、Mg元素总量也相对较高,杂质附着量大。TS-500对NH4+-N、TP、COD吸附效果比CD-500好。TS-500和CD-500对COD的吸附效果较差,随着投加量增加,对NH4+-N、TP的吸附量变化趋势是先增加然后稳定不变,对COD的吸附量变化趋势为先增加后减少。投加量增加,两种生物质炭对NH4+-N、TP、COD单位吸附量均降低。综合考虑技术与和经济因素,最佳投加量选取50g/L。TS-500和CD-500对NH4+-N、TP、COD的吸附量随时间的变化先增加后稳定不变。伪一级、伪二级动力学模型对NH4+-N、TP、COD的拟合效果较好,能够用来描述TS-500和CD-500对NH4+-N、TP、COD吸附过程。颗粒内扩散模型证实了内扩散仅是CD-500和TS-500吸附过程中的一部分,而不是控制吸附速率的唯一因素。Langmuir和Freudlich模型拟合结果表明,TS-500和CD-500对NH4+-N、TP、COD吸附具有单分子层和多分子层吸附均存在的特点,生物质炭与吸附质之间存在多种交互复杂的关系。温度升高,TS-500和CD-500对NH4+-N、TP、COD的吸附量增大,综合考虑吸附率和经济性等多方面因素,选取最佳反应温度为25℃。初始浓度的增加,吸附量增大,去除率减少,TS-500比CD-500能处理NH4+-N、TP、COD浓度稍高的废水,最佳处理范围为NH4+-N、TP、COD浓度分别小于20、20、200mg/L。TS-500和CD-500对NH4+-N的解吸程度相近,其中弱酸浸取态氮解吸率最大；对TP的解吸中弱酸吸附态和钙结合态磷,解吸率最大；对COD的解吸率也相近。生物炭吸附柱优化结果表明,采用生物炭TS-500装柱,升流式进水、同时控制进水流速为20mL/min,水力负荷为382m3/m2.h,可以使出水NH4+-N浓度提升到了城镇污水处理厂污染物排放标准一级A,使TP和COD浓度分别提升到城镇污水处理厂污染物排放标准一级B和一级A,均达到了深度处理和提标升级的效果。