楊圣舒，張婉婷，賈茹，呂霖，張迪

（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，哈爾濱 150030）

農(nóng)業(yè)廢棄物制備生物質(zhì)炭對(duì)奶牛養(yǎng)殖廢水中氨氮吸附行為研究

楊圣舒，張婉婷，賈茹，呂霖，張迪

（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，哈爾濱 150030）

將玉米秸稈、花生殼、瓜子殼經(jīng)高溫炭化并活化后制成生物質(zhì)炭，以奶牛養(yǎng)殖廢水UASB反應(yīng)器出水中的氨氮為吸附質(zhì)，研究不同生物質(zhì)炭對(duì)氨氮吸附動(dòng)力學(xué)機(jī)理探討。通過對(duì)動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，根據(jù)相關(guān)系數(shù)R2比較發(fā)現(xiàn)準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程比準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程能更好的擬合動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)。Weber-Morris擴(kuò)散模型擬合結(jié)果發(fā)現(xiàn)三種生物質(zhì)炭對(duì)氨氮的吸附包括表面吸附和顆粒內(nèi)擴(kuò)散兩個(gè)過程。吸附等溫線擬合發(fā)現(xiàn)Freundlich方程R2分別為0.987，0.991，0.990能很好的描述生物質(zhì)炭對(duì)氨氮的吸附過程。而Langmuir方程被證實(shí)不適合模擬研究中三種生物質(zhì)炭對(duì)氨氮的吸附?；ㄉ勘蛔C實(shí)吸附量和吸附速率均大于玉米秸稈炭和瓜子炭。

奶牛；規(guī)?；B(yǎng)殖；沼液；生物質(zhì)炭；吸附

我國(guó)地少人多，牛奶市場(chǎng)需求量特別大，因此奶牛標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)?；B(yǎng)殖是中國(guó)奶業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。萬頭牧場(chǎng)的出現(xiàn)是我國(guó)奶業(yè)發(fā)展的階段性需要，其糞污處理也比較規(guī)范[1-2]。目前在規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖廢水的處理以厭氧處理工藝為主，包括普通厭氧消化池、厭氧接觸反應(yīng)器、UASB、AFB、UBF、ABR等。但其出水（沼液）中的有機(jī)物、氮磷濃度仍然很高，需進(jìn)一步處理[3-4]。但因出水碳氮比較低，處理難度大。雖然沼液發(fā)酵后可供農(nóng)作物和果園利用，需要相應(yīng)的土地配置，對(duì)于大型的規(guī)?；膛ｐB(yǎng)殖企業(yè)來說，每日出水排放量過大，難于找到適合全部消納的土地[5]。因此，十分有必要探索一套技術(shù)及經(jīng)濟(jì)均可行的新型規(guī)?；膛ｐB(yǎng)殖場(chǎng)沼液的處理工藝，且具有高效經(jīng)濟(jì)的脫氮、除磷、除鹽的效果，為奶牛的規(guī)?；B(yǎng)殖廠沼液治理奠定基礎(chǔ)。生物質(zhì)炭對(duì)絕大部分有機(jī)物均有吸附能力，包括一些難于生物降解的有機(jī)物，并從相關(guān)的其他的研究結(jié)果可知，生物質(zhì)炭對(duì)氮、磷也有較好的吸附效果[6]。鑒于此，主要以玉米秸稈、花生殼、瓜子殼為原料，制備生物質(zhì)炭，對(duì)沼液中的氨氮的吸附特性進(jìn)行比較研究。

1 材料和方法

1.1 生物質(zhì)炭的制備

花生、瓜子、玉米秸稈活性炭纖維（ACF）的制備[7]，廢棄物取自周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)。用自來水清洗干凈后，再用去離子水清洗樣品各3次，在通風(fēng)櫥中晾干。用氯化鋅溶液浸泡24 h，然后將這幾種樣品至于烘箱中在105℃下烘干至恒重，在烘干器中冷卻至室溫，將玉米秸稈處理成1～2 cm左右，裝入廣口瓶中備用。稱取適量樣品置于瓷坩鍋中，加蓋后放于馬弗爐中炭化，以150℃為升溫梯度升溫，間隔時(shí)間為10 min，待溫度升至750℃時(shí)，炭化1 h.。取出后用1 mol·L-1H3PO4活化90 min，活化溫度為60℃，將溶液過濾，然后用10%HCl，10%NaOH和去離子水沖洗至接近中性，然后將濾渣和濾紙一起置于烘箱中，在110℃溫度下烘干至恒重，在干燥器中冷卻至室溫，裝入廣口瓶中備用。

生物質(zhì)炭的比表面積在NOVA 1 000比表面積測(cè)定儀，以N2為吸附氣體。測(cè)試前樣品在300℃條件下真空脫氣3 h。

1.2 吸附動(dòng)力學(xué)

準(zhǔn)確稱取各種生物質(zhì)炭50 mg，置于250 mL的錐形瓶中，3次重復(fù)，每個(gè)錐形瓶中加入實(shí)驗(yàn)室UASB反應(yīng)器出水250 mL，利用稀HCl和NaOH調(diào)節(jié)pH值為7.0，在恒溫（25℃）振蕩器上振蕩，每間隔一定時(shí)間取出，利用微量吸液器吸取上清液1 mL，利用納試劑分光廣度法[8]對(duì)測(cè)定上清液中氨氮的含量，根據(jù)平衡前后溶液中氮、磷的濃度差計(jì)算氨氮的吸附量。因?yàn)槿恿枯^小，并且在混勻條件下取樣，可以認(rèn)為取樣過程中不改變本體系的固液比。

1.3 吸附等溫線

利用UASB反應(yīng)器出水和去離子水配置氨氮和可溶性磷酸鹽濃度為分別0，50，100，150，200，300，400 mg·L-1溶液，分別取50 mL溶液于50 mL離心管中，每管加入活性炭10 mg調(diào)節(jié)pH值為7.0位于搖床中恒溫培養(yǎng)，150 r·min-1，25℃，恒溫培養(yǎng)48 h，離心4 500 r·min-1取上清液，分析上清液氨氮的含量。

1.4 模型應(yīng)用與數(shù)據(jù)處理

利用Microsoft Office Excel 2010和Origin 9.0軟件對(duì)研究數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合和作圖。

1.4.1 吸附動(dòng)力學(xué)模型[9]

準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)表達(dá)式為：

式中：t為反應(yīng)時(shí)間（h），Q為某一時(shí)刻t對(duì)應(yīng)的吸附量（mg/g），Qe為平衡時(shí)的吸附量（mg/g），K為準(zhǔn)一級(jí)反應(yīng)速率常數(shù)。以ln（Qe-Q）對(duì)t作圖，根據(jù)擬合直線方程可求得Qe和K值。

式中：t為反應(yīng)時(shí)間（h），Q為某一時(shí)刻t對(duì)應(yīng)的吸附量（mg·g-1），Qe為平衡時(shí)吸附量（mg·g-1），K為準(zhǔn)二級(jí)反應(yīng)速率常數(shù)。以t/Q對(duì)t作圖，根據(jù)擬合直線方程可求得Qe和K值。

Weber-Morris擴(kuò)散模型的表達(dá)式為：

式中：t為時(shí)間（h），Q為某一時(shí)刻t對(duì)應(yīng)的吸附量（mg·g-1），K為擴(kuò)散速率常數(shù)，C為無量綱常數(shù)。以Q對(duì)t1/2作圖，根據(jù)擬合的直線可求出K和C的值。1.4.2吸附等溫線模型

恒溫條件下固液界面的吸附行為采用Langmuir和Freundlich方程來擬合固液界面的吸附量和介質(zhì)中溶質(zhì)的平衡濃度之間的關(guān)系。

Langmuir方程主要假設(shè)在吸附質(zhì)在吸附劑表面的吸附為單分子層的吸附，吸附劑上各位點(diǎn)的吸附行為一致。雖然這種假設(shè)是理論條件下，但對(duì)于稀溶液的固液界面吸附行為的描述，特別是確定的吸附量與實(shí)際實(shí)驗(yàn)結(jié)果相近，因此被廣泛應(yīng)用于固液界面吸附機(jī)制的描述。

Langmuir方程：

式中：Ce為吸附平衡時(shí)溶液中吸附質(zhì)濃度，mg·L-1；qe為平衡時(shí)吸附劑對(duì)吸附質(zhì)吸附量，mg·g-1；Qm為吸附劑的最大吸附量，mg·g-1；a為L(zhǎng)angmuir常數(shù)。

Freundlich方程：

式中：Qe為平衡時(shí)吸附劑對(duì)吸附質(zhì)的吸附量，mg·g-1；Ce為吸附平衡時(shí)溶液中吸附質(zhì)濃度，mg·L-1，K和1/n為與吸附行為相關(guān)的常數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 生物質(zhì)炭的表征

研究利用玉米秸稈、花生殼、瓜子殼制備的生物質(zhì)炭的參數(shù)如表1所示。對(duì)比三種生物質(zhì)炭的比表面積、孔容積和孔徑，發(fā)現(xiàn)花生殼炭在各方面的指標(biāo)均優(yōu)于其他兩種炭?；ㄉ鷼ぬ康谋缺砻娣e824.5 m2·g-1，遠(yuǎn)大于一般工業(yè)用水處理活性炭一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（500 m2·g-1）。根據(jù)IUPAC的孔徑分類的標(biāo)準(zhǔn)，孔徑大小可以劃分為微孔（≤2 nm）、中孔（2～50 nm）、大孔（≥50 nm）。花生殼炭的總的孔容積達(dá)0.506 cm3·g-1，其中微孔容積0.197 cm3·g-1，約占總的孔容積的38.9%；中孔容積0.316 cm3·g-1，約占總孔容積的62.4%?？梢姡ㄉ鷼ぬ康目紫督Y(jié)構(gòu)豐富，具有較大比例的有效吸附的孔隙。氨氮的分子直徑小于1 nm，其吸附應(yīng)該在微孔或更小的孔隙內(nèi)進(jìn)行，而商業(yè)活性炭多為木質(zhì)或煤質(zhì)活性炭，其特點(diǎn)是中孔發(fā)達(dá)而微孔較少，因此，利用研究制備的生物質(zhì)炭對(duì)沼液中的氨氮的吸附理論上具有更好的效果。

表1 生物質(zhì)炭孔結(jié)構(gòu)參數(shù)Table 1 Pore distribution of activated carbon from organic matter

2.2 吸附動(dòng)力學(xué)曲線及參數(shù)

在化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究中，根據(jù)反應(yīng)速度與參與反應(yīng)的物質(zhì)（反應(yīng)物和產(chǎn)物）濃度之間關(guān)系，可推導(dǎo)出化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程，即速度方程。利用經(jīng)典的準(zhǔn)一級(jí)、準(zhǔn)二級(jí)及顆粒擴(kuò)散模型對(duì)氨氮在生物質(zhì)炭表面吸附速率及其影響因素進(jìn)行研究。生物質(zhì)炭對(duì)氨氮的吸附動(dòng)力學(xué)見圖1，由圖1可知，各生物質(zhì)炭對(duì)氨氮的吸附均為快速吸附過程。從動(dòng)力學(xué)曲線上可以看出，從吸附開始到吸附平衡，吸附時(shí)間均不超過4 h，而后吸附量趨于平衡，增加速度緩慢。吸附12 h，三種吸附劑均達(dá)吸附平衡。三種吸附劑對(duì)沼液中氨氮的吸附量變化趨勢(shì)為花生炭＞瓜子炭＞秸稈炭，吸附量無顯著差異。

圖1 氨氮的吸附動(dòng)力學(xué)曲線Fig.1 Adsorption kinetics of ammonia nitrogen

表2 準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型擬合參數(shù)Table 2 Parameters of the pseudo-first-order kinetics

表3 準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型參數(shù)Table 3 Parameters of the pseudo-second-order kinetics

由準(zhǔn)一級(jí)和準(zhǔn)二級(jí)模型的線性方程模擬結(jié)果相關(guān)參數(shù)可以看出，根據(jù)相關(guān)系數(shù)R2，利用準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力模型的來模擬生物質(zhì)炭對(duì)沼液中的氨氮吸附動(dòng)力學(xué)過程更為準(zhǔn)確。說明影響氨氮在生物質(zhì)炭上的吸附速度不僅決定于吸附劑的物理學(xué)特性，即生物質(zhì)炭孔隙分布及孔隙容積，還與生物質(zhì)炭表面的化學(xué)性質(zhì)相關(guān)。根據(jù)準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型可以計(jì)算出生物質(zhì)炭對(duì)氨氮的平衡吸附量為434.8 mg·g-1，與試驗(yàn)測(cè)定值（吸附達(dá)飽和時(shí)的吸附量）相比較，相對(duì)誤差均不足1%，因此利用準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型來模擬生物質(zhì)炭對(duì)氨氮的吸附更為適合。

從圖2及表4的線性擬合參數(shù)結(jié)果可知，氨氮在生物質(zhì)炭上的吸附過程是非線性的三段式擬合圖，第一階段呈線性變化，且斜率較大，說明與吸附質(zhì)的表面擴(kuò)散有關(guān)，第二階段曲線變緩，為顆粒內(nèi)擴(kuò)散過程，第三階段變化十分平緩，為吸附與脫附的平衡動(dòng)態(tài)過程。并且從圖2可以看出，三條曲線均不通過原點(diǎn)，表明該吸附過程不僅是顆粒間自由擴(kuò)散起主導(dǎo)作用，還受到吸附邊界層以及內(nèi)部空隙結(jié)構(gòu)的影響。

“過去五年，臺(tái)州港抓改革、重創(chuàng)新，促轉(zhuǎn)型、惠民生，其中港口吞吐量節(jié)節(jié)攀升，港口投資創(chuàng)歷史最好紀(jì)錄，核心港區(qū)初步形成，積極融入全省港口一體化的成效逐漸顯現(xiàn)。”臺(tái)州市港航管理局局長(zhǎng)周建業(yè)表示，下階段，臺(tái)州將進(jìn)一步整合各個(gè)港區(qū)資源，充分發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)，更加積極地融入長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶，并通過海鐵聯(lián)運(yùn)向浙西腹地輻射，為浙江西部打通大宗商品物流通道。

圖2 Weber-Morris擴(kuò)散方程Fig.2 Weber-Morris diffusion equation

表4 Weber-Morris擴(kuò)散模型參數(shù)Table 4 The parameter of Weber-Morris diffusion model

參數(shù)K值為速率擴(kuò)散系數(shù)，其值越大說明在吸附質(zhì)在顆粒表面的擴(kuò)散速度越快。根據(jù)線性擬合的結(jié)果可以看出氨氮在秸稈炭表面的吸附擴(kuò)散速度最慢。因前吸附前期為表面擴(kuò)散過程，那么微孔的空隙分布則為主要影響因素。從表1中可以看出，秸稈炭的微孔容積最小，也驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

2.3 吸附等溫線及相關(guān)參數(shù)

吸附等溫曲線是用來描述吸附質(zhì)和吸附質(zhì)之間的親和力、平衡關(guān)系和吸附劑的吸附能力的。吸附等溫曲線是研究吸附過程的重要依據(jù)。利用常見以下兩種吸附等溫理論模型方程（4）和方程（5）對(duì)圖3的吸附過程進(jìn)行擬合。

圖3 生物質(zhì)炭對(duì)氨氮的等溫吸附Fig.3 Adsorption isotherm of ammonia nitrogen

表5 Freundlich模型擬合參數(shù)Table 5 The parameter of Freundlich model

結(jié)果表明，利用Langmuir方程進(jìn)行擬合失敗，而Freundlich方程擬合成功。從表5中可以看出，相關(guān)系數(shù)均大于0.95，為顯著相關(guān)。Freundlich線性方程的斜率1/n能反應(yīng)吸附難易程度，當(dāng)1/n為0.1～0.5時(shí)表示易吸附，當(dāng)1/n為＞2時(shí)則難吸附，根據(jù)Freundlich線性化方程，擬合直線斜率分別為1.143 3、1.051 7、1.065 1，可見研究涉及到的三種生物質(zhì)炭對(duì)氨氮的吸附屬于易吸附過程。

Langmuir模型主要假設(shè)吸附質(zhì)在吸附劑固體表面是單分子層吸附，表面上各個(gè)吸附位置分布均勻；而Freundlich模型是用來描述非均相吸附體系的經(jīng)驗(yàn)式模型。從擬合結(jié)果可以看出，氨氮在生物質(zhì)炭表面的吸附為的非均相吸附，因此當(dāng)固體表面是不均勻的，交換吸附平衡常數(shù)與表面覆蓋度有關(guān)。吸附強(qiáng)度因子為正值，表明在實(shí)驗(yàn)條件下吸附過程可自發(fā)進(jìn)行。

3 討論

生物質(zhì)炭是一種運(yùn)用廢棄生物質(zhì)熱解產(chǎn)生的含碳的物質(zhì)，農(nóng)業(yè)廢棄物是制備生物質(zhì)炭最為常用的原料。目前國(guó)內(nèi)外很多研究關(guān)于生物質(zhì)炭作為吸附劑去除土壤、水體中的重金屬及有機(jī)污染物和其他污染物[10]。Yao等[11]運(yùn)用厭氧發(fā)酵和未發(fā)酵的甜菜渣制備生物質(zhì)炭去處水中磷，發(fā)現(xiàn)厭氧發(fā)酵的原料對(duì)磷去除率高達(dá)60%。同時(shí)證明Freundlich方程對(duì)等溫吸附過程的擬合效果更好，這與研究結(jié)果一致。這源于生物炭上有豐富的官能團(tuán)，具有羥基、羧基、芳香環(huán)、亞甲基、羰基等基團(tuán)。因此，吸附過程并非單純的物理吸附，根據(jù)Weber-Morris擴(kuò)散模型參數(shù)可知，研究中生物質(zhì)炭對(duì)氨氮的吸附非單一物理吸附，有更為復(fù)雜的界面物化反應(yīng)過程[12]。

吸附量及吸附速度不僅與吸附劑的比表面積有關(guān)更重要的是孔的結(jié)構(gòu)，特別是微孔數(shù)量。實(shí)驗(yàn)中生物質(zhì)炭的微孔容，表面積由T-plot方法分析，平均孔徑和總孔容利用Quadrasorb Si-MP選項(xiàng)直接得出。吸附劑的孔徑和吸附質(zhì)分子的動(dòng)力學(xué)直徑相當(dāng)時(shí)，即孔徑略大一點(diǎn)時(shí)，吸附效果較理想[13-14]。在實(shí)驗(yàn)中微孔孔徑率大于氨氮的分子直徑，因此微孔的容積應(yīng)該是影響不同吸附劑效果的主要因素[15]?；ㄉ肯啾容^于其他兩種吸附劑具有更大的微孔容積，因此其吸附速度和吸附量均最大。

4 結(jié)論

根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果得到如下結(jié)論：

（1）當(dāng)吸附條件為25℃，生物質(zhì)炭對(duì)氨氮的吸附可自發(fā)進(jìn)行，且總吸附量的75%均在前30 min進(jìn)行，4 h達(dá)吸附平衡。

（2）在研究反應(yīng)條件下，準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程更適合反應(yīng)生物質(zhì)炭對(duì)氨氮的吸附動(dòng)力學(xué)，理論吸附量均為434 mg·g-1。

（3）生物質(zhì)炭對(duì)氨氮的吸附符合Freundlich模型，該吸附過程為非均相吸附，且1/n的值接近于1，說明氨氮在此類吸附劑上的吸附較易進(jìn)行。

［1］黃平平，賈永全，單忠紀(jì).大慶市奶牛規(guī)?；B(yǎng)殖策略研究［J］.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，20（6）：105-108.

［2］本刊輯.齊齊哈爾市發(fā)揮財(cái)政資金導(dǎo)向作用推動(dòng)奶牛規(guī)?；F(xiàn)代化養(yǎng)殖快速發(fā)展［J］.中國(guó)乳業(yè)，2015（3）：56-56.

［3］康永剛，薛忠，陳永亮.規(guī)?；膛ｐB(yǎng)殖場(chǎng)糞污收集輸送及處理［J］.畜禽業(yè)，2015（4）：42-44.

［4］丁凡琳，董曉霞，郭江鵬，等.北京市奶牛養(yǎng)殖場(chǎng)廢棄物資源化利用現(xiàn)狀、問題及對(duì)策［J］.中國(guó)畜牧雜志，2015，51（4）：41-46.

［5］孫振鈞，袁振宏，張夫道，等.農(nóng)業(yè)廢棄物資源化與農(nóng)村生物質(zhì)資源戰(zhàn)略研究報(bào)告［R］.國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略研究，2004.

［6］孟海波，韓魯佳.秸稈物料的特性及其加工利用研究現(xiàn)狀與應(yīng)用前景［J］.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2003（6）：22-25.

［7］張寧，周寒枝，陳昭平，等.油茶殼制活性炭的研究氯化鋅活化法［J］.南昌大學(xué)學(xué)報(bào)：理科版，1994，18（1）：79-80.

［8］國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局.水和廢水檢測(cè)分析方法［M］.4版.北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2002.

［9］近藤精一，石川達(dá)雄，安倍郁夫.吸附科學(xué)（原著第二版）［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.

［10］馬鋒鋒，趙保衛(wèi)，刁靜茹等.牛糞生物炭對(duì)水中氨氮的吸附特性［J］.環(huán)境科學(xué)，2015（5）：1678-1685.

［11］Yao Y，Gao B，Inyang M，et al.Removal of phosphate from aqueous solution by biochar derived from anaerobically digested sugar beet tailings［J］.Journal of hazardous materials，2011，190（1-3）：501-507.

［12］Liou TH.Development of mesoporous structure and high adsorption capacity of biomass-based activated carbon by phosphoric acid and zinc chloride activation［J］.Chemical Engineering Journal，2010，158（2）：129-142.

［13］周尊隆，盧媛，孫紅文.菲在不同性質(zhì)黑炭上的吸附動(dòng)力學(xué)和等溫線研究［J］.農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2010，29（3）：476-480.

［14］Fofo K Y，Homed B H.Utilization of rice husk ash as novel adsorbent：A judicious recycling of the colloidal agricultural waste［J］.Advances in Colloid and Interface Science，2009，152（1-2）：39-47.

［15］Vlugt TJH，Krishna R，Smit B.Molecular simulations of adsorption isotherms for linear and branched alkanes and their mixtures in silicate［J］.Journal of Physical Chemistry，1999，103（7）：1102-1118.

The Adsorption Behavior Research of the Biochar Based on Agricultural Waste Matter and Ammonia Nitrogen from Dairy Waste Water

Yang Shengshu，Zhang Wanting，Jia Ru，Lv Lin，Zhang Di
（College of Resource and Environment，Northeast Agricultural University，Harbin 150030）

The biochar was made from maize straw，peanut shell，sunflower seeds shell through high temperature carbonization.The adsorption mechanism of ammonia nitrogen in the biogas slurry with different biomass carbon was studied in this paper.Through the analysis of dynamic data，according to the correlation coefficient R2，the pseudo-second-order kinetics equation was better dynamic data fitting than the pseudo-first-order kinetics equation.The results from Weber-Morris diffusion model found adsorption of ammonia nitrogen in three kinds of biochar including two processes：surface adsorption and diffusion in the granules.Freundlich equation R2were 0.987，0.991，0.990of adsorption isotherm which were found the better description the process of biochar adsorption ammonia nitrogen than the Langmuir model.The Langmuir equation was proved not suitable for simulation three kinds of biochar adsorption of ammonia nitrogen in this study.The peanut shell biochar was proved that adsorption capacity and adsorption rate were greater than maize straw biochar and sunflower seeds biochar.

dairy cattle；standardization large-scale breeding；biogas slurry；biochar；sorption

X703

A

1002-2090（2016）06-0112-05

10.3969/j.issn.1002-2090.2016.06.023

2015-11-07

國(guó)家科技支撐項(xiàng)目（2013BAD21B01-03）。

楊圣舒（1995-），女，東北農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院環(huán)境工程專業(yè)2013級(jí)學(xué)生。

張迪，女，副教授，E-mail：zhangdi6283@neau.edu.cn。