华农工学院团队赴韩参加ICOBTE&ICHMET 2025国际会议 交流生物质磷回收研究新进展

发布时间:2025-10-16 22:54   来源:大学生云报 | 邓佳琪 余江东 郭丰 孙圣杰 李梦洁   阅读 3.2千+一键复制本页标题和网址

综合资讯

大学生云报讯(通讯员 邓佳琪 余江东 郭丰 孙圣杰 李梦洁)2025年9月22日至26日,华中农业大学工学院易宝军副教授带领学院相关专业5名研究生,奔赴韩国釜山BEXCO会展中心,参加以“推动可持续发展与ESG变革:搭建学术与产业的桥梁”为主题的ICOBTE&ICHMET 2025国际会议。作为聚焦可持续发展与ESG(Environmental, Social, and Governance)理念的国际学术盛会,此次会议汇聚了全球环境工程、农业工程、固废资源化利用等领域的顶尖专家学者与青年研究者。华农团队通过学术汇报、成果展示与深度交流,充分展现了学校在农业工程领域的科研实力与国际化风采,也为团队成员拓宽了国际视野、提升了全球胜任力。其中,研究生邓佳琪以“钠盐添加剂对生物质与富磷固废共热解过程中磷形态转化的影响”为主题的汇报,凭借扎实的研究内容与创新的技术思路,获得了参会同行的广泛关注。


会议开幕式(通讯员 邓佳琪摄)

聚焦全球磷资源危机 华农易宝军团队深耕固废磷回收研究

磷是维系生态系统稳定与农业生产的核心元素,既是农作物生长不可或缺的养分,也是工业生产的重要原料。然而,磷作为不可再生资源,全球储量正加速枯竭,据相关研究预测,若按当前开采与消耗速度,全球易开采磷矿资源或将在未来数十年内面临短缺;与此同时,磷污染问题日益严峻——农业生产中过量施用磷肥导致土壤磷累积流失,工业与生活产生的富磷固废(如污水处理厂污泥、沼气残渣等)若处置不当,极易引发水体富营养化,破坏生态平衡。在此背景下,如何从富磷固废中高效回收磷资源,并将其转化为高生物有效性的肥料,成为破解“磷资源危机”与“磷污染治理”双重难题的关键路径,也是全球环境与农业领域的研究热点。

华中农业大学工学院农业生物质及其增值化利用团队,长期致力于农业生物质资源高效转化与固废资源化利用研究。针对磷资源回收这一核心需求,团队以“生物质共热解”技术为突破口,创新性引入钠盐添加剂,系统探究磷在热解过程中的形态转化规律,旨在为固废磷回收与高效碳基磷肥制备提供技术支撑。此次研究生邓佳琪汇报的研究成果,正是团队在该方向的重要阶段性进展。


研究生邓佳琪在做汇报(通讯员 余江东摄)

创新实验设计与技术路径 解锁磷高效转化关键密码

为精准揭示钠盐添加剂对磷形态转化的调控作用,团队设计了“模型化合物+实际固废”双体系实验,结合多维度表征技术与模拟应用实验,构建了完整的研究框架。在实验材料选择上,团队以杨木屑(PS)为生物质载体——其多孔结构与丰富的表面官能团可为热解反应提供良好环境,同时选取磷酸铝(AlPO)作为富磷模型化合物,精准模拟磷在固废中的存在形态;此外,团队还引入污水处理厂污泥(SS)、沼气残渣(BR)两种实际富磷固废,确保研究成果更贴近工业应用场景。

团队主要在400-1000 ℃温度区间开展共热解实验,通过SMT连续提取法、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、磷-31核磁共振(³¹P NMR)等先进表征技术,实时追踪磷的形态变化;同时,通过模拟降雨淋溶实验,评估产物在实际应用中的磷释放特性。研究发现,1000℃是实现磷高效转化的最优热解温度:在此温度下,硫酸钠(Na₂SO₄)能显著打破低生物有效性的非磷灰石磷(NAIP)结构,推动其向高生物有效性的磷灰石磷(AP)转化。在杨木屑-磷酸铝体系中,AP占比高达93.8%,生物有效磷含量达到无钠盐组的2.02倍,充分验证了钠盐的调控效果。

针对实际富磷固废与杨木屑的共热解体系,钠盐还解决了“生物质稀释效应导致磷富集率下降”的行业痛点:在SPS-10Na体系(50%污泥、40%杨木屑、10%硫酸钠)中,磷富集率达到99.3%;在BPS-10Na体系(50%沼气残渣、40%杨木屑、10%硫酸钠)中,磷富集率达88%,且两个体系的最高AP占比均突破99%,为后续制备高效碳基磷肥奠定了核心技术基础。

与领域内专家学者进行课题探讨(通讯员 余江东摄)

协同作用机制显优势 助力农业绿色可持续发展

研究的另一大创新点,在于揭示了“生物质-钠盐”的协同作用机制,为磷的缓释与高效利用提供了新解释。实验数据显示,硫酸钠能通过促进水溶性磷生成,显著提升磷的初始淋溶量,确保作物生长初期的养分供给;而杨木屑的多孔结构与表面官能团,可通过物理吸附与化学配位作用,减缓磷的淋溶速度,避免磷因快速流失导致的利用率降低。这种“快释+缓释”的协同效应,不仅解决了传统磷肥“释放不均、利用率低”的痛点,还实现了磷资源的长效供给,符合现代农业绿色生产的需求。

从环境效益来看,该技术通过共热解工艺,将污泥、沼气残渣等以往难以处置的富磷固废转化为高价值的碳基磷肥,既减少了固废堆存带来的环境风险,又实现了“变废为宝”,为固废资源化利用提供了新路径。此次在ICOBTE&ICHMET 2025国际会议上的成果分享,不仅让全球同行了解到华农在生物质磷回收领域的研究进展,也为国际上磷资源循环利用研究提供了“中国方案”。

易宝军团队参会合影(通讯员 出访人员供图)

华农工学院易宝军团队表示,后续团队将以此次参会交流为契机,结合同行提出的建议,进一步优化共热解工艺参数,深化磷形态转化机制研究,力争将技术推向产业化应用,为推动全球磷资源循环利用、助力农业绿色可持续发展贡献更多华农力量。

撰文 | 邓佳琪 余江东 郭丰 孙圣杰 李梦洁(排名不分前后)

图片 | 邓佳琪 余江东 郭丰 孙圣杰 李梦洁(排名不分前后)


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审定:余江东    责编:赵旭 + 投诉举报

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