（1）课题来源与背景 本成果来源于广东省自然科学基金-博士启动项目“磁性纳米生物质炭的制备及其对沼液营养物质的吸附机理研究”（项目编号：2014A030310148）开展的相关应用基础研究。

   （2）研究目的与意义 2.1研究目的 以农业废弃生物质炭为原料，通过水热法制备出能高效吸附沼液中的氮、磷及有机物，同时可磁性分离的纳米级生物质炭吸附剂。为废弃生物质资源化利用提供一条新途径。并进一步与沸石复合制备出可用于沼液中养分吸附回收的磁性纳米生物质炭-沸石复合吸附剂，探明其对沼液中营养物质的吸附机理与影响因素，明确吸附饱和后的材料在土壤体系中的养分淋溶特性，借助盆栽试验验证制备所得固体沼肥的肥效。通过吸附回收沼液中的营养物质，开发出廉价高效的生物炭基纳米肥料，有效减缓沼液的环境污染，并获得高附加值的复合肥。 2.2理论意义： 本研究尝试以农业废弃生物质为原料，通过水热法一步制备负载磁性铁氧化物的纳米生物质炭复合材料，实现农业废弃物的资源化与功能化利用。通过本研究还将揭示磁性纳米生物质炭对沼液中氮、磷及有机物的吸附-解吸特性及作用机理，为沼液营养物质的吸附回收提供理论基础与科学依据。 2.3 现实意义： 大中型沼气工程在处理畜禽废弃物、生产沼气的同时，也会产生大量沼液。由于沼液中含有较高浓度的氮、磷、有机物等营养物质，若直接排放则会造成严重的环境污染，若环保达标处理将花费高昂的处理费用，若直接还田利用则需大面积土地消纳。因此，如何实现沼液的合理有效处置成为畜禽养殖过程中重要的环境问题之一。 吸附技术作为废水处理的一种常用技术，利用农业废弃生物质基吸附剂对沼液中的营养元素进行吸附回收，并作为肥料兼土壤改良剂使用，不仅能够有效削减沼液污染物浓度，减轻后续工艺压力，同时能实现沼液中营养物质的资源化利用，减少化肥用量，提高土壤肥力，有效实现净化水质，变废为宝的目的。

   （3）主要论点与论据 本研究以废弃生物质为原料制备对氮磷具有较强吸附性能的磁性纳米生物质炭，与沸石复合后吸附沼液中的氮磷营养物质制备固体沼肥，并通过盆栽试验检验固体沼肥替代部分氮磷肥的可行性。研究的主要结论如下：生物质炭载体可有效避免Fe3O4纳米颗粒团聚。与热解法和水热法相比，溶剂热法可获得粒径更小（23 nm）、对氮磷吸附性能更强的磁性炭。在溶剂热反应过程中加入沸石以提高磁性炭对氨氮的吸附性能，制备得的复合材料饱和磁化强度为10.9 emu/g，能够通过外加磁场实现固液分离。复合材料对氨氮、磷酸盐和沼液TOC的吸附均符合准二级动力学，吸附等温线表现为Langmuir型。投加量为25g/L时，对沼液中氨氮、TP和TOC的去除率分别为81.9%、76.7%和35.1%。土柱淋溶试验表明，与施用沼液相比，在等施氮量的情况下施用固体沼肥能使总氮溶出量降低8.4%。固体沼肥的TP溶出是一个缓慢且低浓度的释放过程。盆栽试验结果表明当固体沼肥施用量为8.0g/kg时，能获得与化肥基本持平的产量、总吸氮量和氮素利用率。种植结束后，施用固体沼肥的土壤pH、全氮、碱解氮、全磷、速效磷均高于不施肥、施用化肥和沼液处理，可见本研究制备的固体沼肥具有一定的养分缓释性能。 在该项目支持下，已发表SCI论文2篇，国内会议摘要1篇。获得授权发明专利和实用新型专利各1件。以上研究结果在工艺和机理上进一步丰富沼液低耗和资源化综合处理技术,，为实现沼液低耗达标排放与附加利用的双赢提供技术参考 。

   （4）创见与创新 本研究的创新之处：1. 本研究提出了一种磁性纳米生物炭的制备方法：通过先液化后水热炭化的步骤有效解决生物质直接热解或水热炭化所得材料粒径大、尺寸不均一的问题，成功获得纳米级生物质炭材料。2. 制备所得磁性纳米生物质炭-沸石复合材料对沼液中氮磷和有机物具有较好的吸附性能，可利用外加磁场实现快速固液分离，并可进一步作为固体沼肥使用。

   （5）社会经济效益 本研究通过对农业废弃生物质的资源化利用，制备出能高效吸附沼液中的氮、磷及有机物，同时可磁性分离的纳米级生物质炭吸附剂，并将吸附饱和后的吸附剂作为固体沼肥。相关技术已入选广东省农科院2017年主推技术。本项目的研究成果为农业废弃物资源化利用和化肥减量化行动提供技术参考，为沼液低耗处理和附加利用提供理论基础和科学依据，具有较好的生态环境意义和社会经济意义。