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木质纤维类废弃物定向生物转化乳酸、乙酸研究进展
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作者 黄越 赵立欣 +5 位作者 姚宗路 于佳动 李再兴 申瑞霞 安柯萌 黄亚丽 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期2691-2701,共11页
依托厌氧发酵技术处理秸秆和牛粪等木质纤维类废弃物,是资源循环利用的重要方式之一。乳酸和乙酸是厌氧发酵的重要中间产物,是生产沼气、中链脂肪酸等能源化工产品的重要前体物质,但定向生物转化协同生产效率不高、对木质纤维类废弃物... 依托厌氧发酵技术处理秸秆和牛粪等木质纤维类废弃物,是资源循环利用的重要方式之一。乳酸和乙酸是厌氧发酵的重要中间产物,是生产沼气、中链脂肪酸等能源化工产品的重要前体物质,但定向生物转化协同生产效率不高、对木质纤维类废弃物协同产乳酸、乙酸机制等问题有待深入探索。本文基于对产酸代谢途径机理的分析,梳理了同步发酵和分步发酵协同产乳酸、乙酸特性,归纳了影响生物转化产酸效率的关键因素,发现在较高含固率15%~20%、接种20%~40%的活性物质和适宜的过程参数[pH为5.0左右、中温和有机负荷5~10kgVS/(m^(3)·d)]下,木质纤维类废弃物具有良好的协同产酸效果。进一步探明物化和生物强化耦合手段对木质纤维素降解和目标产物的促进效应,为开发生物转化乳酸、乙酸协同生产关键技术以及促进秸秆等木质纤维类废弃物高值转化利用提供理论依据。 展开更多
关键词 乳酸 乙酸 厌氧发酵 协同产酸 中链脂肪酸 木质纤维类废弃物
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木质生物炭对厌氧发酵产甲烷性能的影响 被引量:2
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作者 肖生苓 荆勇 +4 位作者 冯晶 申瑞霞 赵立欣 王全亮 张迎 《中国农业科技导报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期128-135,共8页
为研究木质生物炭对厌氧发酵产甲烷性能的影响,以玉米秸秆、牛粪作为发酵底物,以灌木生物炭、杨木生物炭、混合木屑生物炭作为添加剂,通过控制生物炭的种类、粒径以及灰分含量等关键因素,进行了批式厌氧发酵强化试验。结果表明:生物炭... 为研究木质生物炭对厌氧发酵产甲烷性能的影响,以玉米秸秆、牛粪作为发酵底物,以灌木生物炭、杨木生物炭、混合木屑生物炭作为添加剂,通过控制生物炭的种类、粒径以及灰分含量等关键因素,进行了批式厌氧发酵强化试验。结果表明:生物炭对厌氧发酵系统有重要影响,且粒径越小,产气能力越强。其中,杨木生物炭对厌氧发酵系统影响最大,不仅提升了厌氧发酵系统的甲烷累积产量(4.9%)、最大甲烷日产率(15.0%)以及水解速率(15.6%),也缩短了发酵延滞期。此外,杨木生物炭的灰分含量对厌氧发酵也有重要影响。当灰分含量为2.6 g·L^-1时,对厌氧发酵系统影响最大,在提升厌氧发酵系统的缓冲能力、最大甲烷日产率(14.4%)的同时,也缩短了延滞期(11.8%),灰分含量过高或过低均不利于系统产甲烷。 展开更多
关键词 木质生物炭 粒径 灰分 厌氧发酵 甲烷
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双碳背景下黑龙江省农村生活用能研究 被引量:8
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作者 申瑞霞 姚宗路 +2 位作者 赵立欣 霍丽丽 罗娟 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期377-383,共7页
针对黑龙江省农村生活用能高、结构不合理及秸秆能源需求大等问题,开展了黑龙江省农村生活用能研究,并对2030年、2060年黑龙江省的农村能源进行了资源量、消费量、能源结构以及温室气体减排贡献等相关预测分析。结果表明:目前黑龙江省... 针对黑龙江省农村生活用能高、结构不合理及秸秆能源需求大等问题,开展了黑龙江省农村生活用能研究,并对2030年、2060年黑龙江省的农村能源进行了资源量、消费量、能源结构以及温室气体减排贡献等相关预测分析。结果表明:目前黑龙江省农村生活用能总量稳定在0.220亿t标煤,农村生活用能结构以秸秆、煤炭为主,特别是秸秆使用占比显著高于全国水平;从减排角度测算,秸秆散烧、生物质成型燃料的使用对温室气体减排贡献分别为0.014亿t CO_(2)e、0.013亿t CO_(2)e。经预测,2030年、2060年黑龙江省农村居民生活能源消费总量分别为0.059亿t标煤、0.022亿t标煤;可收集秸秆的资源量分别为0.928亿t、1.256亿t。在减排背景下,满足秸秆还田需求和秸秆饲料化需求的基础上,预测2030年、2060年黑龙江省可用于秸秆能源化的最大潜能分别为0.235亿t、0.317亿t,折合标煤分别为0.045亿t标煤、0.061亿t标煤,分别占2030年、2060年黑龙江省农村居民生活能源消费总量的5.183%、18.529%。此外,2030年、2060年秸秆能源化的温室气体减排量贡献分别为0.247亿t CO_(2)e、0.333亿t CO_(2)e。 展开更多
关键词 黑龙江 农村能源 秸秆 能源结构 预测 碳达峰碳中和
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生物质水热液化产物特性与利用研究进展 被引量:18
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作者 申瑞霞 赵立欣 +2 位作者 冯晶 荆勇 于佳动 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期266-274,共9页
近年来,由于水热液化技术可以将高含水率的生物质直接转化为生物原油而极具潜力,引起了人们的广泛关注。该文综述了生物质水热液化研究的最新进展,简述了生物质水热液化的产物分离流程,着重分析了水热液化4种产物(生物原油、水相产物、... 近年来,由于水热液化技术可以将高含水率的生物质直接转化为生物原油而极具潜力,引起了人们的广泛关注。该文综述了生物质水热液化研究的最新进展,简述了生物质水热液化的产物分离流程,着重分析了水热液化4种产物(生物原油、水相产物、固体残渣和气体)的产物特性及其利用方式。在4项产物中,生物原油可作为燃料或者从中提炼高附加值产品,水热液化水相可以进行微藻养殖、经厌氧发酵产甲烷或者利用微生物电解池产生氢气等,固体残渣通过进一步处理后可作为生物炭使用,气相产物可作为温室的气体肥料。另外,该文总结了生物质中关键元素在水热液化产物中的分布规律,展望了水热液化技术未来研究方向,以期能为生物质水热液化研究提供参考与借鉴。 展开更多
关键词 生物质 水热液化 发酵 生物原油 元素迁移
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序批式秸秆牛粪混合厌氧干发酵过程物料理化及渗滤特性 被引量:6
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作者 于佳动 赵立欣 +5 位作者 冯晶 姚宗路 申瑞霞 黄开明 陈建坤 张迎 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第20期228-234,共7页
序批式厌氧干发酵技术在规模化处理农业废弃物方面具备优势,通过工艺调控优化使产气效率得到明显改善,但对其物质转化特性的综合研究尚待深入。该文在发酵温度和秸秆粒径交互因素下,对不同干发酵环境理化特性及微生物群落进行比较,探寻... 序批式厌氧干发酵技术在规模化处理农业废弃物方面具备优势,通过工艺调控优化使产气效率得到明显改善,但对其物质转化特性的综合研究尚待深入。该文在发酵温度和秸秆粒径交互因素下,对不同干发酵环境理化特性及微生物群落进行比较,探寻提高物质转化效率机制、物料形态及渗滤液流动特性。结果表明,高温和细粒径条件显著改善生物转化效率,通过加速有机酸转化,使物料降解率和沼气产量提升了22.61%和56.17%。发酵10d,细粒径物料结构-渗滤液流动规律基本稳定,形成渗滤液由反应器中区向外区流动趋势,并与Clostridiales、Bacillales、Methanosarcina、Methanoculleus丰度呈正相关(P<0.05),形成最佳转化状态。该研究可为评价和改善不同序批式厌氧干发酵体系运行效率提供理论依据。 展开更多
关键词 秸秆 序批式厌氧干发酵 生物转化 物料结构 渗滤液流动
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通心络对同型半胱氨酸诱导大鼠心肌微血管内皮细胞炎症损伤的保护作用 被引量:3
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作者 位庚 申瑞霞 +2 位作者 李创 张中华 侯凤英 《医学动物防制》 2018年第6期562-565,569,共5页
目的观察同型半胱氨酸(homocysteine,Hcy)对大鼠心肌微血管内皮细胞(rat cardiac microvascular endothelial cells,RCMECs)的炎症损伤及通心络(Tongxinluo,TXL)的干预作用。方法实验分为对照组、模型组和通心络低、中、高剂量组。观察... 目的观察同型半胱氨酸(homocysteine,Hcy)对大鼠心肌微血管内皮细胞(rat cardiac microvascular endothelial cells,RCMECs)的炎症损伤及通心络(Tongxinluo,TXL)的干预作用。方法实验分为对照组、模型组和通心络低、中、高剂量组。观察各组细胞的形态;检测生存活性、细胞间粘附因子-1(intercellular adhesion molecule-1,ICAM-1)、白介素-6(interleukin-6,IL-6)、活性氧簇(reactive oxygen species,ROS)及核转录因子-κB(nuclear factor-κB,NF-κB)。结果模型组细胞形态明显受损,细胞生存活性降低,细胞上清液中ICAM-1和IL-6含量升高,细胞内ROS水平升高,NF-κB蛋白表达上调;与模型组相比,通心络中、高剂量组细胞形态明显改善,ICAM-1和IL-6释放减少,细胞内ROS水平降低,NF-κB蛋白表达下调,各组间比较差异有统计学意义(生存活性:F=13.055,P<0.001;ICAM-1:F=11.298,P<0.001;IL-6:F=30.843,P<0.001;ROS:F=3.386,P=0.043;NF-κB:F=77.457,P<0.001)。结论通心络可减轻Hcy对RCMECs的损伤,其作用机制可能与减轻炎症反应有关。 展开更多
关键词 通心络 大鼠心肌微血管内皮细胞 同型半胱氨酸 炎症损伤
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Effects of organic strength on performance of microbial electrolysis cell fed with hydrothermal liquefied wastewater 被引量:2
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作者 shen ruixia Lu Jianwen +4 位作者 Zhu Zhangbing Duan Na Lu Haifeng Yuanhui Zhang Liu Zhidan 《International Journal of Agricultural and Biological Engineering》 SCIE EI CAS 2017年第3期206-217,共12页
Microbial electrochemical technology has drawn increasing attention for the treatment of recalcitrant wastewater as well as production of energy or value-added chemicals recently.However,the study on the treatment of ... Microbial electrochemical technology has drawn increasing attention for the treatment of recalcitrant wastewater as well as production of energy or value-added chemicals recently.However,the study on the treatment of hydrothermal liquefied wastewater(HTL-WW)using microbial electrolysis cell(MEC)is still in its infancy.This study focused on the effects of organic loading rates(OLRs)on the treatment efficiency of recalcitrant HTL-WW and hydrogen production via the MEC.In general,the chemical oxygen demand(COD)removal rate was more than 71.74%at different initial OLRs.Specially,up to 83.84%of COD removal rate was achieved and the volatile fatty acids were almost degraded at the initial OLR of 2 g COD/L·d in the anode of MEC.The maximum hydrogen production rate was 3.92 mL/L·d in MEC cathode,corresponding to a hydrogen content of 7.10%at the initial OLR of 2 g COD/L·d.And in the anode,the maximum methane production rate of 826.87 mL/L·d was reached with its content of 54.75%at the initial OLR of 10 g COD/L·d.Analysis of electrochemical properties showed that the highest open circuit voltage of 0.48 V was obtained at the initial OLR of 10 g COD/L·d,and the maximum power density(1546.22 mW/m3)as well as the maximum coulombic efficiency(6.01%)were obtained at the initial OLR of 8 g COD/L·d.GC-MS analysis revealed the existence of phenols and heterocyclic matters in the HTL-WW,such as 1-acetoxynonadecane and 2,4-bis(1-phenylethyl)-phenol.These recalcitrant compounds in HTL-WW were efficiently removed via MEC,which was probably due to the combination effect of microbial community and electrochemistry in MEC anode. 展开更多
关键词 microbial electrolysis cell corn stover hydrothermal liquefaction recalcitrant wastewater hydrogen production organic strength
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