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| 生物质炭应用于乡村尿液资源回收的试验分析 |
| Experiment and efficacy analysis of biochar applied to recycling urine in rural condition |
| 投稿时间：2025-05-13 修订日期：2026-01-08 |
| DOI： |
| 中文关键词: 生物质炭 人类尿液 养分循环利用 稻壳炭 沸石 |
| 英文关键词: biochar human urine nutrients reuse rice husk biochar zeolite |
| 基金项目:余姚市科技创新项目(2022JH03010017)；南京市溧水区晶桥镇“芝山硒谷乡土经济示范园区建设”项目（2020320122900611） |
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| 中文摘要: |
| 人类尿液中富含多种养分元素，具有巨大的循环利用潜力，然而乡村地区往往缺少人类尿液的回收机制，导致资源浪费和水环境污染。针对该问题，本研究探索基于生物质炭的乡村尿液回收利用新模式，旨在优化尿液处理方式、减轻环境污染，同时合理利用生物质炭资源。本研究设计了“动态过滤”与“静态吸附”两种处理模式，评估不同类型生物质炭对尿液中氮、磷、钾等养分元素的吸附性能。研究选取活性炭、稻壳炭、猪粪炭、厨余炭、玉米炭和木质炭6种生物质炭作为基础吸附剂，通过对比不同处理模式下生物质炭对尿液的吸附效果，筛选出吸附性能最佳的生物质炭。动态过滤处理后稻壳炭吸附全氮（5.44 g·kg-1）、全磷（14.76 mg·kg-1）和速效磷（5.55 mg·kg-1）效果最佳；厨余炭（5.44 mg·L-1）、猪粪炭（3.27 mg·L-1）和稻壳炭（3.09 mg·L-1）氨氮含量增幅较大。静态吸附处理2 h后，尿液pH经玉米炭和稻壳炭处理后提升幅度最大，分别提升了3.69个和3.67个单位，全氮受稻壳炭（6923.3 mg·L-1）吸附最多，氨氮含量经玉米炭（417.6 mg·L-1）和稻壳炭（405.8 mg·L-1）处理后增幅较大，厨余炭（346.8 mg·L-1）和稻壳炭（345.4 mg·L-1）对全磷吸附量最大，厨余炭使其COD降低55.15 %。除活性炭外，两种处理模式下生物质炭普遍发生钾离子流失现象，厨余炭流失量最大（1491.95 mg·L-1），木质炭（1082.6 mg·L-1）和稻壳炭（1097.7 mg·L-1）流失量较小。在此基础上向稻壳炭中添加辅助吸附剂（沸石或膨润土），探究其对尿液中钾离子吸附及对氨气挥发的抑制效果。加入辅助吸附剂后钾离子流失情况得到改善，其中沸石对全氮、全磷和钾离子的吸附效果优于膨润土，且抑制氨气挥发的作用更持久。以稻壳炭作为吸附剂，并辅以沸石，通过动态过滤和静态吸附方式可回收尿液中氮、磷、钾等养分元素，并抑制氨气挥发减少厕所内异味。 |
| 英文摘要: |
| （1）本装置为尿液及生物质炭资源循环利用提供了“吸附回收-缓释利用”的功能技术思路，对推动生态卫生系统建设具有实践意义，有助于实现保护水资源、减轻环境污染、实现资源回收利用的目标；
（2）对后续利用生物质炭处理尿液的研究中，在生物质炭材料的选择、处理模式的选择以及处理时长的安排方面都具有一定的指导意义。 |
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