不同pH条件下生物质灰渣中K+释放动力学研究

试验选取4种生物质灰渣(玉米灰渣、水稻灰渣、锯木灰渣和谷壳灰渣)为研究材料,以不同pH(4、7、9)的NH4Ac为交换液,采用渗透交换法,研究了生物质灰渣中K+的释放动力学特征。结果表明,在pH为4、7和9条件下,供试生物质灰渣中K+释放量在20~80min达到平衡,平衡释放量分别为14.77~255.17cmol·kg-1、4.83~106.71cmol·kg-1和12.11~224.33cmol·kg-1。相关分析表明,K+释放量与生物质灰渣中全钾含量极显著相关,说明受生物质灰渣中全钾含量影响,其K+释放平衡时间和释放量存在显著差异。方差分析显示,同一生物质灰渣中K+释放速率在不同pH条件之间存在极显著差异。由此可见,受交换液pH和全钾含量的影响,不同生物质灰渣中K+的释放量和平衡时间均存在较大差异。不同pH条件下,水稻灰渣和玉米灰渣K+释放量(Q)表现为Q4>Q9>Q7,锯木灰渣和谷壳灰渣的释放量表现为Q9>Q4>Q7;在3种pH条件下,4种生物质灰渣K+的释放总量均表现为Q水稻灰渣>Q锯木灰渣>Q谷壳灰渣>Q玉米灰渣。平衡前不同时段K+的释放率(v)与反应时间的自然对数(lnt)极显著相关。4种生物质灰渣K+的释放动力学最适模型均表现为:pH=4时为Elovich方程,pH=7时为双常数方程,pH=9时为Elovich方程;同一pH条件下,4种生物质灰渣的模型拟合性最优为Elovich方程,双常数方程次之,抛物线扩散方程最差。