农业废弃物的资源化利用：以稻草为原料制备的羧甲基纤维素在灌溉用水再利用中的实际应用

《Environmental Technology》：Agricultural waste valorization: field application of rice straw-derived carboxymethyl cellulose for irrigation water reuse

稻壳基羧甲基纤维素（CMC）生物吸附剂经实验室优化（pH 6，2.0 g/L，10 min）对锰去除率达97%，吸附模型符合Freundlich方程。现场101天多级过滤系统（砂-活性炭-CMC）使灌溉渠水质达标，BOD?、Mn2?去除率超80%，氯离子、盐分分别降低48.7%和46.3%，验证了农业废弃物资源化与低成本水质治理的可行性。

　　

摘要

本研究开发了一种可持续的生物吸附剂，该吸附剂由稻草羧甲基纤维素（CMC）制成，并评估了其在改善用于农业再利用的渠道水质方面的效果。合成的CMC具有较高的溶解性，取代度为0.67。批量吸附实验确定了去除锰（Mn2?）的最佳条件：pH值为6、投加量为2.0克/升（2.0?g L?1）以及接触时间为10分钟，实现了97.0%的去除效率，吸附容量为10.54毫克/克（10.54?mg g?1）。吸附过程遵循Freundlich模型（R2 = 0.9501），表明其吸附机制为异质多层吸附。为了评估该吸附剂的实际应用可行性，在Rangsit Prayurasak渠道中运行了一个由沙子、活性炭和CMC柱组成的中试规模多级过滤系统，持续时间为101天。该系统有效降低了BOD?（85.4%±4.5%）、Mn2?（81.5%±3.6%）、氯化物（48.7%±3.68%）和盐度（46.3%±9.8%），处理后的水质符合泰国III类地表水标准，可用于农业再利用。这是首次在真实渠道条件下展示稻草衍生CMC在模块化过滤系统中的实际应用。研究结果体现了农业废弃物利用与水质改善的双重效益，为农业社区提供了一种技术可行且成本较低的分散式水处理方案。