Der Mechanismus, wie Biokohle saure Böden verbessert.

Umweltwissenschaften

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Der Mechanismus, wie Biokohle saure Böden verbessert.

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$Illustration: Ein schematisches Diagramm des synergistischen Mechanismus von "Phosphor-Vorabscheidung - FO-Membran-VFA-Retention - Ammoniakstickstoff-Migration" wird erstellt, indem Zeta-Potential, FTIR-Charakterisierungsergebnisse und vollständige Prozessleistungsdaten kombiniert werden. Die zentrale synergistische Logik kann in drei eng miteinander verbundene Schritte unterteilt werden, um eine vollständige Kettensynergie von "Wasserqualitätsoptimierung - Grenzflächenregulierung - Stoffverteilung" zu erreichen: Der erste Schritt: Wasserqualitätsoptimierungssynergie der Phosphor-Vorabscheidung. Die Vivianit-Methode erreicht eine effiziente Phosphorrückgewinnung durch die Kristallisationsreaktion von Fe²⁺ und PO₄³⁻. Gleichzeitig werden einige organische Schadstoffe und Kolloide durch Kristalladsorption entfernt, die Trübung des Abwassers, die Ionenstärke und die Schadstofffracht reduziert, anorganische Ablagerungen und verstärkte organische Verschmutzung während der nachfolgenden FO-Membrantrennung vermieden und eine stabile Zulaufwasserqualitätsbasis für eine effiziente FO-Membrantrennung geschaffen. Der zweite Schritt: Regulationssynergie der Membranoberflächeneigenschaften. Die Phosphor-Vorabscheidung vermeidet den Modifikationseffekt anorganischer Ablagerungen auf der Membranoberfläche und erhält die ursprünglichen stark negativen Ladungseigenschaften der Membranoberfläche aufrecht. Sie verstärkt die gerichtete Retention von VFA⁻ durch Donnan-Repulsion. Gleichzeitig beschleunigt die elektrostatische Anziehung der negativen Membranoberflächenladung auf NH₄⁺, kombiniert mit dem osmotischen Druck des Ziehmittels, die Permeation und Migration von NH₄⁺ und Wassermolekülen und realisiert die synchrone Rückgewinnung von Ammoniakstickstoff und Wasser. Darüber hinaus reduziert die Phosphor-Vorabscheidung die Adsorption organischer Schadstoffe auf der Membranoberfläche, erhält die Membranflussstabilität aufrecht und verbessert die synergistische Effizienz von "Retention-Migration" weiter. Der dritte Schritt: Vollständige Prozesssynergie der Stoffmigration. Das durch Phosphor-Vorabscheidung entfernte PO₄³⁻ reagiert nicht chemisch mit VFA und Ammoniakstickstoff, wodurch der Verlust von Zielressourcenkomponenten vermieden wird. VFA wird auf der Speisegutseite gerichtet zurückgehalten, um eine Anreicherung zu erreichen, und Ammoniakstickstoff permeiert durch die Membran auf die Ziehmittelseite, um eine Rückgewinnung zu erreichen. Die Migrationspfade der beiden stören sich nicht gegenseitig und ergänzen sich, wodurch ein präzises Stoffverteilungsmuster von "Retention-Migration" entsteht und letztendlich eine effiziente Synergie bei der Abwasserressourcennutzung erreicht wird.$

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