酸碱预处理对水稻秸秆厌氧消化中重金属释放的影响

为探究含重金属秸秆类生物质厌氧消化的可行性,以酸碱预处理后水稻秸秆为消化底物,探究其厌氧消化特性及重金属释放规律。研究结果表明,经6%NaOH预处理的水稻秸秆厌氧消化沼气产量达446.3 mL/g_(VS),秸秆中Cd、Pb、Cu和Zn的释放率分别达到96.08%、89.55%、86.95%和92.82%;经3%H_2SO_4预处理的水稻秸秆沼气产量为396.9 mL/g_(VS),秸秆中Cd释放率为93.96%,而Pb、Cu和Zn释放率均低于80.00%。碱预处理降解秸秆中木质素,酸预处理降解半纤维素,厌氧消化降解利用木质纤维素等过程实现了水稻秸秆中重金属的高效释放。化学预处理尤其是NaOH预处理水稻秸秆可以促进其厌氧消化产沼气和重金属释放,实现含重金属生物质的安全处置和资源化利用。

新型全混合式厨余垃圾生物干化工艺效能实证研究

开发了一种新型连续进料全混合式厨余垃圾生物干化工艺,通过中试试验探究了该工艺运行效能及其对物料温度、含水率和热值的影响规律.结果表明,该工艺可显著缩短升温时间,维持物料>50℃的高温区段20h/d;在最佳运行条件(通风速率0.171m^(3)/(kg·h),最低控制温度45℃,干化周期7d)下,厨余垃圾含水率可降至(34.86±1.71)%,水分单位去除量达(716±23)kg水/t垃圾,运行能耗仅为77.91kW·h/t垃圾,低位热值高达(6681±119)kJ/kg,满足垃圾焚烧进炉要求,可有效实现厨余垃圾快速衍生燃料化.

构树修复对重金属污染土壤环境质量的影响

通过温室盆栽试验,研究构树(Broussonetia papyrifera)生长对重金属污染土壤酶活性和微生物群落结构的影响.结果表明,构树修复污染土壤中酶活性和微生物多样性明显提高.经270d培养后,构树生长土壤中蔗糖酶和酸性磷酸酶活性与种植土壤相比分别显著(P<0.05)提高3.12倍和2.29倍;土壤脱氢酶与有效态As、Cd、Pb、Zn和Cu含量,蔗糖酶与有效态Cd含量,以及磷酸酶与有效态Cd和Cu含量之间呈显著负相关(P<0.05).根据16S和18S r DNA PCR-DGGE分析表明,构树修复可提高污染土壤中细菌和丛枝菌根真菌多样性.上述结果表明,构树修复可有效改善重金属污染土壤的环境质量.然而,污染土壤中重金属有效态含量下降不明显,必须辅助物理和化学措施来强化构树对重金属污染土壤的生态修复潜力.

珊瑚树(Viburnum odoratissinum)对污染土壤中镉的耐受和富集特征

通过温室盆栽试验,研究珊瑚树对土壤中镉(Cd)的耐受和富集特征。研究结果表明,珊瑚树对污染土壤中Cd具有较强的耐受能力。培养56 d内,土壤中Cd含量对珊瑚树生物量影响不明显;随着培养时间的延长(105—203 d),珊瑚树的生长明显受到土壤中Cd的抑制作用。与对照处理(土壤中Cd含量为3.6 mg/kg)相比,培养154 d后,土壤中Cd含量为24.6 mg/kg处理下珊瑚树叶片中叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素和丙二醛(MDA)含量没有明显变化;培养203 d后,土壤中Cd含量为24.6mg/kg处理下珊瑚树叶片中类胡萝卜素和MDA含量无明显变化,但叶片中叶绿素a和叶绿素b含量明显受到抑制,从而导致珊瑚树叶片的生长明显受到抑制(P<0.05)。培养203 d后,珊瑚树对土壤中Cd的富集系数和转运系数均大于1,表明珊瑚树对土壤中Cd具有一定的富集和转运能力。上述结果表明,珊瑚树对Cd污染土壤具有一定的生态修复潜力。

施用硫酸亚铁和腐熟猪粪改良铬污染土壤研究

通过室内模拟培养试验,研究不同投加比例的硫酸亚铁和腐熟猪粪对铬污染土壤的改良效果研究。结果表明,浸出毒性Cr(Ⅵ)约27.0～30.5 mg/L的铬污染土壤,添加4%的FeSO_4·7H_2O修复后,浸出毒性降至约0.04 mg/L,土壤肥力情况恶化,土壤较贫瘠;修复后土壤添加1.4%的腐熟猪粪培肥,土壤有机质含量较空白对照组提高了71.99%,碱解氮、有效磷与速效钾含量分别是对照的1.33、2.72和16.23倍,土壤综合肥力较肥沃,利于后期农业生产。结果表明,施用硫酸亚铁和腐熟猪粪不仅能有效降低铬污染土壤毒性浸出浓度,达到较好的土壤修复效果,而且显著提高土壤肥力,实现土壤生态改良。

厌氧发酵液回流降解含重金属水稻秸秆

针对含重金属水稻秸秆厌氧发酵过程产生的含重金属发酵液的处置问题,将其作为接种物对水稻秸秆进行回流,探究其反复回用以处理含重金属水稻秸秆的可能性。研究结果表明:厌氧发酵液回流可降解含重金属水稻秸秆,接种厌氧发酵液有助于降解水稻秸秆中木质素和半纤维素,水稻秸秆厌氧发酵释放的重金属对其厌氧发酵过程未产生明显抑制作用。在固液比为3.3%条件下,接种发酵液后含重金属水稻秸秆总甲烷产量和总产气量分别达到121.2,282.6 mL/g VS。秸秆中Cu、Cd、Pb和Zn的释放率分别达到94.22%、54.21%、72.67%和98.55%,沼渣中重金属含量达到GB 8172—87《城镇垃圾农用控制标准》要求,可实现还田利用。发酵结束后,发酵液中Cu、Cd、Pb和Zn浓度分别为0.30,0.073,0.10,2.57 mg/L。结果表明,接种厌氧发酵液可以促进水稻秸秆中重金属释放,进而实现含重金属秸秆和发酵液的联合处置。