黄铁矿在CO_(2)气氛下非等温氧化转化及动力学分析

针对煤中常见含铁矿物黄铁矿在富氧燃烧典型气氛下转化特性,通过同步热分析结合烟气分析研究了黄铁矿在CO_(2)气氛下的转化行为.结果发现,黄铁矿在CO_(2)气氛下主要经历5个失重阶段且均为吸热过程,首先是黄铁矿颗粒表面硫脱除的起始热解段(相界面反应,n=1/2),活化能低于其在N_(2)气氛下近30 kJ/mol,为220.27 kJ/mol,随后裂解成磁黄铁矿(三维扩散,n=1/2)活化能与其在N_(2)(177.27 kJ/mol)下接近为178.1 kJ/mol;温度高于690℃,随着升温磁黄铁矿缓慢失硫,CO_(2)逐渐参与磁黄铁矿转化且释放SO_(2)和CO;820~1150℃经历双峰失重峰阶段,820~1020℃,氧化气体产物SO_(2)大量生成且在约1000℃达到体积浓度峰值;最后1020~1150℃,坩埚中残留物大量与CO_(2)持续氧化反应失重形成SO_(2)和CO,坩埚中形成复杂物相体系,铁硫化物和铁氧化物共存(或共融).CO_(2)参与黄铁矿产物转化失重阶段活化能分别为180.94 kJ/mol、229.69 kJ/mol和243.46 kJ/mol,动力学机制均为成核与生长(n=1).

新工科视域下地方高校产教融合协同育人探索与实践——以江汉大学环境工程专业为例

新工科建设引领高等教育变革,探索产教融合协同育人新机制是深化新工科建设的重要改革方向,也是地方高校工科专业深化校企合作的重要途径。江汉大学环境工程专业积极拓展校企合作的深度和广度,面向产业技术发展需求,充分发挥校企双方在人才培养中的“双主体”作用,在人才培养体系重构、“双师双能型”教师队伍建设及产学研协同育人平台建设等方面积极探索与实践,推动了专业教育与产业发展融合、教学过程与工程实践融合、产研过程与产教过程融合,构建新工科视域下“双主体三融合”的产教融合协同育人新机制,有效促进教育链与产业链融合,可为地方高校环境工程及相关专业产教融合的实施路径提供有益参考和借鉴。

中药渣水解炭燃料特性及热解燃烧动力学分析

中药渣因含水率高而处理困难,将中药渣经水热处理后有较好的应用前景。以中药渣为研究对象,采用水热处理获取中药渣水解炭,通过工业分析及元素分析、热重分析及动力学分析研究了水热处理对中药渣水解炭特性的影响。结果表明:随着水热处理温度升高,中药渣水解炭的固定碳及元素C含量、燃料比(水解炭的空气干燥无灰基固定碳与挥发分的质量比)及高位发热量增加,挥发分、元素H及元素O含量明显降低,n_(O)/n_(C)及n_(H)/n_(C)逐渐降低,水解炭性质接近一般动力煤性质。热重分析发现热解过程中,280℃下形成的水解炭在160℃~300℃和300℃~500℃出现较明显的双峰失重峰,其余水热处理温度下形成的水解炭仅在275℃~400℃出现一个极明显失重峰。随着水热处理温度的升高,水解炭热解活化能由69.56 kJ/mol降至40.55 kJ/mol。水解炭燃烧过程主要经历四个阶段,180℃~295℃主要是小分子挥发分热解阶段,其活化能为63.65 kJ/mol~105.02 kJ/mol;295℃~390℃主要是小分子挥发分主要燃烧阶段,其活化能为10.78 kJ/mol~35.76 kJ/mol;390℃~410℃主要是大分子挥发分析出与燃烧阶段,其活化能为117.08 kJ/mol~201.61 kJ/mol;410℃~520℃主要是固定碳与焦炭的燃烧以及少量矿物与无机化合物的热分解阶段,其活化能为22.18 kJ/mol~92.10 kJ/mol。随着水热处理温度升高,水解炭燃烧同一阶段的指前因子与活化能变化趋势一致。水解炭的可燃性指数、着火指数以及综合燃烧指数随着水热处理温度升高、水热时间增加以及固液比的增大而减小,固液比为1 g:15 mL且在220℃下水热1 h获得水解炭的燃烧性能较好,综合燃烧指数为3.55×10^(-10)/(min^(2)·℃^(3)),可为高湿固废水热燃料化的应用提供参考。

黄麻纤维毡的表面处理及其增强聚丙烯复合材料的力学性能

提出了一种新的纤维表面处理方法和工艺,将MPP乳液引入黄麻纤维的表面处理。考察了NaOH处理对黄麻纤维吸湿性和热稳定性的影响,研究了NaOH溶液及NaOH溶液和MPP乳液组合处理对黄麻纤维毡增强聚丙烯复合材料力学性能的影响。结果表明:黄麻经NaOH处理后,吸湿率降低,热稳定性提高;黄麻纤维毡增强聚丙烯复合材料的力学性能明显提高,表面涂覆MPP乳液后,力学性能更进一步改善。

麻纤维/玻璃纤维混杂增强聚丙烯复合材料的性能研究

采用新的混杂复合工艺,将不同形式的玻璃纤维、剑麻纤维、玻璃纤维毡与黄麻纤维毡用不同的混杂方式(I层内,II夹芯)混杂增强聚丙烯。研究结果表明,在强度和刚性得到明显改善的同时,冲击韧性得到了大幅度的提升,而且短纤维层内混杂和连续纤维夹芯混杂呈现出不同的特点,不同的铺层设计导致力学性能有明显差异。通过对材料断面的电镜分析看出,用短玻璃纤维和麻纤维毡混杂增强聚丙烯时,冲击破坏过程以界面脱黏为主,而用玻璃纤维毡和麻纤维毡混杂增强时,破坏断面中玻璃纤维存在大量的拔出现象。利用混杂效应理论公式计算了混杂效应系数,并和实测值进行了比较。

厌氧发酵产氢污泥的驯化技术

以糖蜜废水为发酵底物,以污水处理厂剩余污泥为反应器启动污泥,污泥采用曝气氧化预处理方法,从而达到厌氧发酵产氢目的并提高其发酵产氢能力。试验表明,经曝气氧化预处理后的污泥可作为厌氧发酵生物制氢的接种污泥,且具有较高的产氢能力,在实验条件下,反应器稳定运行时产气量为3L,发酵产气中氢气浓度为75.77%,液相末端发酵产物主要为乙醇、乙酸。

烷基季铵盐捕收剂生物降解性能研究

通过用BOD_5/COD_(Cr)法、CO_2生成量法(PCD法)和改进的振荡培养法对十二烷基三甲基氯化铵(DTAC)和十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)的生物降解性能进行分析评价。改进的振荡培养法中DTAC和DTAB的质量浓度测定采用溴酚蓝分光光度法,并通过可见光谱扫描,找出DTAC和DTAB的质量浓度测定的最大吸收波长为417 nm,得出质量浓度测定标准曲线。降解度分别为62.7%和69.5%,IB指数分别为167.4%和171.2%;振荡培养法的初级生物降解度均为99.2%。研究表明:DTAC和DTAB未经生物强化手段(如BOD_5/COD_(Cr)法),短时间不易生物降解,但经过一定的生物强化手段(如PCD法和改进的振荡培养法)后,DTAC和DTAB可生物降解,并且培养驯化后的微生物对DTAC和DTAB的降解效率更高,速率更快。DTAB的降解性能优于DTAC,C1^-对生物活性的抑制比Br^-要强。

热塑性树脂浸渍黄麻纤维毡的研究

研究了热塑性树脂PP(聚丙烯)浸渍黄麻纤维毡的速率及相关因素,以解决天然纤维毡增强热塑性复合材料中连续熔融浸渍,考察了浸渍速率、温度等参数对其加工成型及力学性能的影响。用改装的毛细管流变仪作为实验装置,以一维Darcy定律处理实验数据,研究了压力对毡体空隙率以及熔体粘度对浸渍速率的影响。结果显示,相同的压力下,浸渍速率和熔体粘度成反比,麻纤维毡的压缩空隙率都要高于玻璃纤维毡。通过对纤维毡体结构、可压缩性、纤维直径以及毡体渗透率进行对比,进一步讨论了纤维毡浸渍速率的影响因素。表明麻纤维平均直径远大于玻璃纤维,纤维堆叠产生的空隙明显大于玻璃纤维且在麻纤维毡中不存在玻璃纤维毡中的束内浸渍,麻毡的浸渍速率约为玻纤毡的3.5倍,平均渗透率K约为玻纤毡的14倍。运用毛细管模型计算了两种毡体的Kozeny常数,其值分别为2950和442。

微生物湿法烟气脱硫技术研究应用及展望

由于石灰石-石膏湿法脱硫工艺中湿烟气的排放会引发雾霾问题,脱硫工艺亟待完善和改进,微生物湿法脱硫技术以其低能耗、低成本、无二次污染等优势成为潜在的发展方向。从硫的价态形式出发,介绍了氧化型和还原型两种微生物湿法烟气脱硫技术的脱硫机制、研究现状及应用现状,并从技术条件、脱硫效率、投资成本、运行能耗等方面比较了微生物湿法脱硫与石灰石-石膏湿法脱硫技术之间的区别,指出还原型微生物湿法烟气脱硫或将成为今后微生物湿法脱硫的主导方向。

黄麻纤维增强聚丙烯界面剪切强度的研究

研究了黄麻纤维增强聚丙烯体系中黄麻的表面处理以及基体中改性剂和无机填料对界面剪切强度的影响。实验表明,NaOH 和硅烷偶联剂(KH550)表面处理以及基体改性均能够增强界面黏结,当 NaOH 浓度为2%时界面剪切强度达到5.3 MPa,且处理时间对界面剪切强度影响不大;KH550浓度为0.5%时界面剪切强度达到5.5 MPa;当基体中马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)含量为2%时界面剪切强度达到5.7MPa;添加纳米碳酸钙和滑石粉后,界面剪切强度随之增大,但含量分别超过20%和10%后界面结合反而变差。

HABR与CSTR反应器乙醇型发酵产氢效能的比较研究

[目的]比较复合式厌氧折流板反应器（HABR）与连续流搅拌槽式反应器（CSTR）乙醇型发酵产氢的运行效果。[方法]以红糖为底物进行两种反应器的乙醇型发酵制氢，监测系统的产氢效能、产能效能、生物量以及COD去除率变化。接种污泥的生物量为15．21g／L，COD浓度分别为4000、6000、8000mg／L各运行30d，进水pH为7～8，水力停留时间为12h。[结果]HABR系统的产氢效能、产能效能、生物量以及COD去除率随COD的提高而上升，在COD为8000mg／L时分别达到了17．54mmol／（h·L）、45．13kJ／（h·L）、38．11g／L．42．87％。CSTR系统在COD为60130mg／L时效果最佳，产氢效能、产能效能、生物量以及COD去除率分别为13．26mmoV（h·L）、33．00kJ／（h·L）、19．91g／L、26．47％。随着COD的进一步提高，运行效果显著下降。[结论]HABR在高有机负荷的条件下乙醇型发酵产氢效果整体优于CSTR，更适用于工业生产。

伯胺类捕收剂的初级生物降解性能

通过改进的振荡培养法对典型伯胺类捕收剂十二胺(DA)和十八胺(OA)的初级生物降解性能进行分析评价。通过可见光谱扫描得出DA和OA浓度测定的最大吸收波长均为412 nm,由此得出其浓度测定标准曲线,并通过采用加热、加酸和再溶解的方法对OA进行测定,振荡培养法测出DA和OA的初级生物降解度分别为99.0%和97.9%。研究结果表明:在振荡培养的条件下,DA和OA均为易生物降解捕收剂,DA的初级生物降解性能优于OA,并且该条件下生物降解得到强化,使得OA生物降解性能得到有效提高,为处理含伯胺类浮选药剂的矿山废水提供理论参考。

武汉市南湖花园城交通噪声污染及对策研究

通过对武汉市南湖花园城的3条主干道(平安路、瑞安路和恒安路)及周边区域的实地调查,对其车流量及交通噪声进行了统计分析,在此基础上研究出该区域的车流量在休息日的日变化规律,并针对武汉市南湖花园城的实际情况提出了交通噪声污染的防治措施。

伯胺类捕收剂初级生物降解的动力学

通过振荡培养法对典型伯胺类捕收剂十二胺(DA)和十八胺(OA)的初级生物降解的动力学进行分析研究,并建立DA和OA的生物初级降解模型。研究表明:DA和OA的生物初级降解符合一级动力学模型,其速率常数分别为-0.182 8/h和-0.135 4/h,反映这两种捕收剂残留与时间的关系,可以为处理含伯胺类浮选药剂的矿山废水提供理论参考。

具有农业院校特色的《固体废物处理与资源化》教学改革初探

《固体废物处理与资源化》是环境科学专业的必修课之一,课程内容纷多繁杂。该文结合黑龙江八一农垦大学农学院的"农学背景"、特色与优势,探讨了农业院校《固体废物处理与资源化》课程的教学内容、教学方法、考核方式等方面的改革措施,以期提高教学质量。

松嫩平原农田土壤污染现状分析与评价——以黑龙江省绥化地区为例

文章针对黑龙江省绥化地区,以农田土壤重金属及有机污染物为研究对象,通过布点采样,检测分析研究污染现状,利用单因子污染指数和内梅罗综合污染指数方法进行评价。结果表明,研究区域内农田土壤七种重金属As、Cd、Co、Cr、Hg、Ni、Pb,以及三种持久性有机污染物HCH、DDT、PAHs平均含量均较低,但其空间分布具有一定差异,并出现明显高值区域,受到污染的潜在风险较大;研究区域各元素单因子污染指数评价超标样点共18个,其中15个为轻度污染,另有3个样点为中度污染;Nemerow综合污染评价结果发现超标样点21个,各样点主要受Cr、HCH、DDT、PAHs四种物质影响,其中受Cr影响的污染样点3个,其中2个样点为警戒限,另有1个为轻度污染,主要集中于地处小兴安岭西南边缘过渡地带;受三种有机物影响的污染样点共18个,不规则分布于研究区域内多个地点,主要农田作物为玉米及大豆,农药残留及作物秸秆的任意焚烧是影响其土壤质量的主要因素,其中受HCH和DDT农药残留所致土壤污染样点共5个,均属于警戒限;多环芳烃类有机物污染样点达13个,其中警戒限污染样点共10个,轻度污染样点2个,另有1个样点为中度污染。

烘焙中药渣的热解与燃烧特性及其动力学分析

中药废渣经过烘焙后是一种具有应用潜力的固体燃料。采用热重分析仪对烘焙中药渣的热解及燃烧特性进行了研究,利用Kissinger-Akahira-Sunose (KAS)法及Coats-Redfern法对热解及燃烧的动力学进行求解,评估了烘焙中药渣的燃烧特性。研究发现烘焙中药渣的热分解分为2个阶段,第一阶段的活化能为76.1~94.0 kJ/mol,第二阶段的活化能为26.8~38.8 kJ/mol。烘焙中药渣的燃烧分为3段反应过程,第一阶段主要是挥发分的析出及燃烧,活化能为80.5~97.3 kJ/mol;第二阶段属于挥发分及部分焦炭的燃烧,活化能为18.3~28.5 kJ/mol;第三阶段的主要反应为残余焦炭的燃烧,活化能为41.8~50.6 kJ/mol。不同烘焙条件下制得的中药渣都较易着火燃烧,着火温度在280.3~294.8℃。经O2烘焙的中药渣前期可燃性以及综合燃烧特性最好,最易燃尽,表明燃烧烟气烘焙中药渣是可行的。

硅灰石与连续玻璃纤维毡组合增强聚丙烯的力学性能

采用硅灰石与连续玻璃纤维毡组合增强聚丙烯 ,研究了硅灰石的含量、玻璃纤维毡的面密度、基体树脂的性质及界面改性等对材料力学性能的影响。结果表明 :采用硅灰石与连续玻璃纤维毡组合增强 ,可提高复合材料的拉伸、弯曲强度及模量 ,但过高的硅灰石含量 ,会导致拉伸及弯曲强度下降 ;材料的力学性能随着所用玻璃纤维毡面密度的增大而显著提高 ;采用偶联剂对硅灰石进行处理及在基体聚丙烯中添加功能化聚丙烯 ,可改善界面结合、提高材料性能 ,随着功能化聚丙烯含量的增加 ,材料的拉伸、弯曲强度及模量有所提高 ,但含量过高时 ,会引起材料冲击强度的下降 ;组合增强材料的性能与基体树脂本身的力学性能密切相关 。

生物炭对餐厨垃圾厌氧消化的影响

[目的]探究生物炭对餐厨垃圾厌氧消化过程的影响。[方法]通过向序批式厌氧消化系统中添加不同比例生物炭,研究其对餐厨垃圾厌氧消化效率及系统稳定性的影响。[结果]生物炭的添加可有效调节系统C/N,减少氨氮抑制,增强微生物活性,提高系统稳定性及厌氧消化产气效率。未添加生物炭处理(CK)的累计产气量为1 618 m L,甲烷含量为39%;而添加生物炭处理平均累计产气量达(2 939±473)m L,且平均甲烷含量均在50%以上;反应体系中添加生物炭处理的氨氮浓度均保持在2 000 mg/L左右,而对照处理的氨氮浓度均在2 500 mg/L以上,系统稳定性较差。生物炭添加量7%处理的累计产气量最高,达3 307 m L,平均甲烷含量55%,产甲烷菌群活性最高时,辅酶F420吸光值可达0.68,TS、VS和油脂去除率分别为60%、72%和61%。[结论]该研究可为餐厨垃圾的无害化处理和资源化利用提供科学依据。

胺类捕收剂的好氧生物降解性能研究

为了控制胺类捕收剂对环境造成的污染,借鉴表面活性剂等有机污染物的生物降解性评价体系,采用BOD_5/COD_(Cr)法和OECD-301B(ISO 9439)标准对胺类捕收剂的生物降解性进行评价,考察分子结构对生物降解度的影响。研究表明,十二胺、十八胺、癸烷基丙基醚胺(醚胺609)、十二烷基丙基醚胺(醚胺601)、十二烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基溴化铵28 d最终好氧生物降解率分别为76.0%、50.6%、63.2%、56.3%、63.4%、68 0%,生物降解指数分别为173.4、162.2、160.8、149.4、164.6、171 2,其中癸烷基丙基醚胺和十二烷基丙基醚胺对微生物有抑制作用,其抑制时间分别为2 d和4 d,除癸烷基丙基醚胺和十二烷基丙基醚胺的BOD5/COD_(Cr)值小于0.3以外,其余4种药剂的BOD_5/COD_(Cr)值均在0.3以上。综合两种评价方法,这6种胺类捕收剂均属于可生物降解有机物。其生物降解性从大到小为:十二胺、十二烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基氯化铵、醚胺609、十八胺、醚胺601。相对来说,有机物碳链越长,其降解性能越差,另外,碳链中醚基的加入也影响有机物的生物降解性能。最后初步探讨了胺类捕收剂的生物降解机理。