苎麻水热液化生物油特性及重金属迁移的研究

如何绿色、高效、资源化处置富含重金属植物收获物是植物修复重金属污染土壤产业化发展急需解决的技术难题。以苎麻为原料,水为反应溶剂,考察了反应温度、反应时间和酸碱催化剂对苎麻水热产油及重金属迁移的影响。结果表明,275℃、30 min和5%HCOOH条件下,苎麻液化生物油产率最高为20.86%,且其热值为30.68 MJ/kg。空白组生物油有机组分主要由醇、烃、酸、酮和含N化合物类组成,HCOOH组液化生物油中烃和酯类化合物含量增加,而Na_(2)CO_(3)组的生物油中烃、醇和酸类含量减少。此外,重金属(Cd、Pb、Cu和Cr)85%以上保留在固相残渣中,而As主要转移到水相中,且生物油中重金属含量低于4%。

金属矿石和矿渣中硫测定方法的研究进展

金属矿石中广泛存在的硫会影响冶炼工艺和矿床评价。对硫含量及形态进行检测,可以为金属矿石脱硫降硫、矿床勘探及矿渣资源利用提供有效参考。综述了测定金属矿石和矿渣样品中硫含量时的前处理方法(高温燃烧法、消解法、碱熔法等)和检测方法(红外吸收光谱法、元素分析仪法、电感耦合等离子体原子发射光谱法、离子色谱法等),汇总了硫形态分析所适用的前处理方法和检测方法,并对上述方法发展前景进行了展望(引用文献44篇)。

冷轧油泥及其油相和固相的基础特性研究

冷轧油泥作为钢铁行业典型危险固体废弃物,明晰冷轧油泥的基础特性是实现其资源化、无害化处置的前提。采用扫描电镜、差热分析、流变分析等分别研究冷轧油泥及其油、固相基础特性。结果表明,轧钢油泥是油、水、固混合形成的高黏度乳化物,油、水、固的质量分数分别为47.28%,27.15%,25.57%,在25℃、100 s^(-1)下,冷轧油泥的黏度为1.439 Pa·s,且其热裂解过程包括水分的蒸发、吸附性气体的脱附、轻质脂肪酸有机物分解、重质有机物裂解与残炭还原铁氧化物等过程。油相中饱和烃、芳香烃、胶质、沥青质等组分质量分数分别为8.030%,0.394%,86.436%,5.139%,而胶质主要由棕榈酸、油酸、硬脂酸等长链脂肪酸组成,其蒸馏范围300~500℃。固相中主要为Fe_(3)O_(4)、Fe,而Fe元素质量分数为66.089%,且其平均粒径为503.622μm。

生物处理对稻草秸秆厌氧发酵产甲烷的影响及动力学分析

厌氧发酵制沼气是农作物秸秆能源化利用的有效途径,但产气效率低是其规模化应用的制约因素之一。本实验通过外源添加微生物的方式对稻草秸秆进行处理,研究其对厌氧发酵产甲烷的影响,并采用Gompertz模型对发酵过程进行拟合分析。结果表明:生物处理可有效促进稻草秸秆厌氧发酵产甲烷,且复合菌种具有协同促进作用。单种添加纤维素降解菌后,稻秆单位挥发性固体(VS)甲烷产量达203.52~213.52 mL/g,比未添加菌种的对照组提升了0.42%~5.35%;添加复合菌种的甲烷产量达217.33~245.52 mL/g,比对照组提升5.90%~19.64%。动力学分析表明Gompertz模型对稻秆厌氧发酵产甲烷过程拟合效果佳,模型相关系数R2达0.9999,产气预测值与实测值的绝对百分偏差小。研究表明,生物处理是提高稻草秸秆厌氧发酵产气率的有效手段。

城市污泥与煤混合燃烧特性和污染物排放特性研究进展

城市污泥和煤混合燃烧可以对污泥实现减量化处理,但城市污泥与煤的成分差异较大,研究污泥与煤的混合燃烧特性和污染物排放特性对实现污泥与煤稳定燃烧和低污染排放有积极的意义。综述了城市污泥与煤的混合燃烧特性、动力学分析、污染物排放特性、重金属分布规律和灰熔融特性。一定比例的污泥和煤混合燃烧可以提高混合燃料的综合燃烧特性,但不同种类的污泥因其自身特性不同,与煤混合燃烧将表现出不同的特性,在实际应用中应根据掺混的污泥种类进行具体的研究分析。现阶段的研究更多关注的是污泥和煤混合燃烧的稳定性和污染物排放特性,工程实践中,电厂的锅炉设备和污染物控制排放控制设施能够满足一定比例的污泥和煤混合燃烧的稳定性和低污染排放的要求。污泥中Cl元素含量比煤的更大,Cl元素对污泥和煤混合燃烧中二噁英生成、锅炉受热面腐蚀和煤粉灰及脱硫石膏回收利用有着直接的影响,应在后续研究中重点研究关注污泥和煤混合燃烧过程中Cl元素的对上述方面的影响机制及相关控制优化措施。

凤眼莲生物质热重分析研究

采用热重法(Thermogravimetry,TG)对凤眼莲生物质的热解、燃烧、气化特性进行了考察,研究了升温速率对生物质热解特性的影响,同时采用Kissinger法对实验数据进行了分析,建立了凤眼莲的热解、燃烧动力学模型。研究结果表明,凤眼莲在不同的气氛条件下,反应过程明显不同。氧气条件下发生了剧烈的氧化反应,产物以CO_2和H_2O为主。氮气气氛下,生物质主要发生的是分子结构中较弱的化学键受热分解的过程,气体产物以有机小分子为主。在二氧化碳的氛围下,生物质主要发生的是二次反应,气体产物主要以合成气和焦炭为主。生物质的热解和燃烧过程均可以用一级动力学方程来描述。

基于TG-FTIR技术的猪粪与稻草混合厌氧发酵产甲烷特性研究

采用全自动甲烷潜力测试系统(AMPTS)和热重红外联用技术(TG-FTIR),对中温(37℃)下猪粪和稻草按不同挥发性固体(VS)比例(1:0、0:1、2:1、1:1、1:2、1:3)混合发酵产甲烷特性进行分析。AMPTS测试结果表明:稻草和猪粪混合比例为1:1时,发酵协同作用最好,实际甲烷产量比理论值提高了9.78%。TG-FTIR分析表明:1:1发酵时,残渣TG总失重率为47.84%,明显低于其它实验组; DSC曲线在250—350℃和400—550℃有2个明显放热峰,且1:1时放热量最少,说明该比例下有机物消耗最多,底物利用性更好,发酵稳定性更高;FTIR分析表明发酵残渣燃烧释放气体主要为水汽、CO_2、NH_3和少量挥发酸; 200—350℃和400—550℃温区下CO_2的峰值差异说明发酵中易消化有机物大量降解,残渣中较难氧化的芳香族结构和木质纤维素比例增加,发酵稳定性提高。研究结果阐明了混合厌氧发酵技术在农业废弃物甲烷化利用中的应用潜力及TG-FTIR技术在发酵产气特性及底物稳定性分析中的作用。

混合厌氧发酵产沼气研究进展

混合厌氧发酵将难处理的秸秆、餐厨垃圾和动物粪便等充分利用起来产沼气,为废弃物的回收利用提供了一个变废为宝的重要途径。介绍了混合厌氧发酵的底物类别,介绍了国内外的研究进展,重点阐述了碳氮质量分数比、营养元素、微生物,以及其他因素对混合厌氧发酵的影响,并对混合厌氧发酵的研究和应用进行了展望。

巨菌草与猪粪不同配比常温混合厌氧发酵特性

为了研究植物秸秆和动物粪便的混合厌氧发酵效果,以巨菌草为植物秸秆发酵原料,以猪粪为动物发酵原料,以常温中厌氧发酵池的沼液为接种物,将植物秸秆和猪粪按照质量比1∶0、2∶1、1∶1、1∶2、1∶3、0∶1进行配比,在总固体质量分数为8%,37℃的恒温条件下进行厌氧发酵,分析厌氧发酵过程中的日产气量,累计产气量及pH值的变化。结果显示:猪粪和巨菌草质量比为1∶2时,混合厌氧发酵的效果最佳,累计甲烷产气量为1 735 m L。

生物质焦对土壤改善及影响机制的研究进展

生物质焦具有较强的物理吸附性和表面性,富含大量的有机物,成为近年来改善土壤的研究热点。介绍了生物质焦的基本性质,综述了生物质焦在土壤(理化性质、重金属、有机物、肥力)改善过程中应用研究进展,并阐述了生物质焦对土壤的影响机理。生物质焦在改善土壤方面具有巨大的潜力,但其影响机制及潜在的风险仍需进一步研究。

低温燃料电池阴极Pt基催化剂的研究进展

Pt催化剂是低温燃料电池最常用的电极材料,其表面结构、电子特性与催化性能之间的内在联系和规律是设计和研制高活性、高稳定性、高选择性电催化剂的基础。以近年来国内外关于氧还原反应的研究成果,综述了制备高分散Pt基催化剂的新技术,并重点介绍了催化剂颗粒的大小、组成、合金性质、表面结构和性能调控方面的研究进展,最后对这一领域的发展趋势作了展望。

轧钢含油污泥油-水-固三相比例及成分分析

轧钢含油污泥成分复杂、分布不均、差异性大,水油固三相比例和成分分析均缺乏相关的国家标准。不同的轧钢油泥需要不同的处理工艺,因此弄清楚油泥的组成比例和成分就显得尤为重要。通过对含水率、含油率、含渣率三相比例的测试方法对比分析发现共沸蒸馏法更适合同时测定水油固三相的比例。此外,还探讨了轧钢油泥的油分和残渣中理化特性的测试方法,发现气相色谱可以有效的检测出油中的组分,在线前处理+气相色谱的测试方法能够进一步提高准确度,残渣的分析则需要结合多种测试手段。

黑液热转化技术及其热动力学模型

黑液中含有大量的有机物和无机物,随意排放会污染环境。传统的资源化处理方法多种多样,目前备受关注的黑液处理法为热转化法。黑液的热转化技术主要分为热裂解、气化技术、水热转化技术。通过3种热分析的动力学模型,从多个角度了解黑液的整个热力学反应过程。综述了近年来国内外关于黑液热转化技术及其动力学的研究成果,为黑液的热处理提供借鉴依据。

碱预处理稻秆与猪粪混合厌氧发酵特性研究

采用不同浓度的Na OH对稻秆进行预处理,对碱处理的糖化效果、作用机制以及对混合厌氧发酵产甲烷的影响进行了研究。结果表明:当NaOH溶液浓度为1.5%(W/V)时产还原糖质量分数最高,达到71.6 mg·g^(-1)稻秆,远高于对照组(P<0.01);扫描电镜(SEM)分析发现预处理后稻秆结构松散,细胞壁松弛,外壁比表面积增大,生物可利用性增加;傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和同步热分析仪(TG)分析均发现,NaOH预处理改变了稻秆的结构特征,木质素和半纤维素含量发生了变化;采用全自动甲烷潜力测试系统(AMPTS)对预处理稻秆及其与猪粪混合发酵产甲烷特性进行了分析,发现经1.5%NaOH预处理的稻秆中温厌氧发酵累积产甲烷量为327.10 m L·g^(-1)VS,远高于对照组稻秆的产甲烷量(P<0.01);将经1.5%Na OH处理后的稻草秸秆与猪粪进行混合厌氧发酵,累积甲烷产量达到了340.95 mL·g^(-1)VS,比未处理稻秆猪粪混合组的272.23 mL·g^(-1)VS提高了25.24%(P<0.01),比单一碱处理稻秆组提高了4.23%(P<0.05)。研究结果表明1.5%Na OH预处理能够有效改善稻秆纤维结构,提高其与猪粪混合厌氧发酵的产甲烷效率。

石墨毡阴极电Fenton法降解水中苯甲酸的研究

采用石墨毡阴极在上、钛钌铱网状阳极在下、以60°倾斜角平行放置的电解槽以及紫外光谱分析和荧光光谱分析方法,对电Fenton法氧化降解水溶液中苯甲酸的效果、条件及机理进行了研究。结果表明,通过斜放电极增加石墨毡阴极与氧气泡的接触机会,有利于H2O2的生成,通过适量添加Fe2+并保持水溶液适当的酸性,有利于H2 O2向.OH的原位顺利转化;电Fenton法氧化降解苯甲酸的较佳条件为:pH=3,Fe2+添加量25 mg/L,电解电流密度3 mA/cm2;在用电Fenton法彻底氧化降解苯甲酸的过程中,存在着苯甲酸转化生成对羟基苯甲酸和间羟基苯甲酸的中间步骤。

三种湿地植物厌氧发酵产甲烷特性及产物稳定性研究

为研究湿地植物能源化利用潜力,采用全自动甲烷潜力测试系统对不同温度下三种湿地植物厌氧发酵产甲烷特性进行评价,并对产甲烷过程及发酵产物稳定性进行模拟和分析。结果表明:在30 d发酵周期内,中温(37℃)下三种湿地植物巨菌草、狐尾藻和水葫芦累积甲烷产量分别达166.5、159.4、236.9 m L·g^(-1)VS,分别比常温(25℃)提高了29.6%、18.3%和39.9%(P<0.01),且中温发酵产气速度更快,发酵周期更短,挥发性固体(VS)去除率更高;采用热重-示差扫描量热法(TG-DSC)对发酵产物稳定性进行分析,TG曲线呈现三个明显失重过程(100℃,250~350℃及400~600℃),全发酵周期总失重率逐渐降低,DSC曲线有两个明显的放热峰,低温区(300℃)放热强度逐渐降低,高温区(400~550℃)狐尾藻峰强度逐渐降低,巨菌草和水葫芦逐渐增加,且峰值右移,表明有机物逐步降解,发酵产物稳定性增加;采用Cheynoweth方程对巨菌草、狐尾藻和水葫芦中温发酵产气过程进行拟合,模型相关系数均大于0.95,产气预测值和实测值差异比分别为1.98%、0.82%和0.32%(P>0.05)。研究表明厌氧发酵制甲烷是湿地植物资源化利用的有效途径,有利于解决人工湿地技术二次污染问题。

江西的竹产业发展现状与建议

阐述了江西省竹类资源的概况和竹产业发展现状,分析了江西省竹产业存在的主要问题,并结合国家竹产业发展规划的各项指标对江西省的竹产业发展提出了3个层次的发展建议。

秸秆厌氧发酵预处理技术研究进展

利用秸秆进行厌氧发酵产沼气,既能够实现秸秆的资源化利用、避免直接焚烧秸秆产生的环境问题,又提供了可替代传统化石燃料的清洁能源。秸秆自身木质纤维素紧密的结构限制了秸秆的水解和厌氧消化,在厌氧发酵前对秸秆进行预处理十分必要。介绍了多种秸秆厌氧发酵预处理技术,为开发更加优化高效的秸秆预处理工艺提供理论和技术基础,以期实现秸秆高效厌氧发酵产能。

规模化猪场废弃物处理技术综述

规模化猪场的快速发展与猪场废弃物处理技术的相对滞后,引发了诸多环境问题。参照国内外规模化猪场废弃物各种处理实用技术的研究近况,介绍了厌氧、好氧、生物、生态等猪粪污和废水处理技术及其特点。根据养猪场的实际情况和周边环境,因地制宜选用不同处理技术或技术组合对猪场废弃物进行处理,可以有效实现规模化养猪场废弃物的资源化和无害化。

南昌市污泥处理现状与展望

阐述了南昌市污泥处理现状和面临的困难,指出污泥与煤混合掺烧是解决南昌市污泥无法消纳的有效方式,同时,由于污泥含水率高、成分复杂等特点,提出了污泥掺烧需要解决的技术问题,同时给出了合理的建议。