MgCl_(2)改性制备酒糟稻壳生物炭及对沼液氨氮吸附性能研究

文章以浓香型酒糟稻壳为原材料、MgCl_(2)为改性试剂,在炭化温度为700℃、MgCl_(2)浓度0.20 mol/L时制备出镁改性生物炭。通过控制吸附过程中生物炭投加量为10 g/L及吸附溶液初始pH为12,获得了最大的氨氮吸附量和氨氮去除率,分别为43.59 mg/g和65.64%。生物炭的表征结果表明氯化镁溶液浸渍可以提高生物炭的比表面积,改善其孔隙结构,并在生物炭表面负载一层含镁化合物的结晶,有效提高了生物炭对氨氮的吸附效果。通过模型拟合实验数据以探究其吸附行为,其中准二级动力学模型比准一级动力学模型更符合镁改性酒糟稻壳生物炭对氨氮的吸附过程,表明其吸附过程以化学吸附为主。等温模型中Langmuir模型的R2略高于Freundlich模型,Langmuir模型所得最大理论吸附量为106.99 mg/g,且两个模型的拟合都说明了该生物炭对氨氮的吸附过程为有利吸附。

聚氯乙烯离心母液废水处理及回用工程实例

聚氯乙烯离心母液废水具有COD浓度低、SS浓度高、可生化性能差等特点。国内某化工厂新建聚氯乙烯装置离心母液废水采用冷却水塔+调节池+水解酸化池+接触氧化池+二沉池+多介质砂滤+臭氧高级氧化(AOP)+生物活性炭(BAC)+净水炭滤器+离子交换床+终端过滤组合工艺进行回用处理。母液废水在进水指标COD169 mg/L、浊度50NTU、电导率257μs/cm条件下,出水指标可达到COD1.22 mg/L、浊度0.28NTU、电导率0.9μs/cm,稳定达到入料纯水水质标准。

利用农林废弃物联产生物油和生物炭的初步研究

农林废弃物能源转化利用是可再生能源领域的研究热点之一。以水稻秸秆为原料,以熔盐为反应媒介,在自行设计的反应器中,实验考察了熔盐组成、裂解温度和空速等因素对热解产物的得率和组成分布的影响规律,并对液相和固相产物进行了初步分析。采用化学活化法活化裂解残炭,测定了制得的活性炭的碘吸附值和亚甲基蓝吸附值,探讨了以农林废弃物为原料联产生物油和生物炭的技术路线的可行性。

生物质炭输入对土壤CO_2释放影响的研究

[目的]通过对比输入生物质炭的土壤和普通土壤中土壤含碳量和CO2释放量变化,分析两者的关系,研究土壤碳固定潜力。[方法]通过在自然土壤中输入不同含量的椰壳炭,研究生物质炭输入对土壤碳截留作用的影响,探讨土壤碳截留能力与CO2释放的关系。[结果]当施炭量为1%～8%时,平均每增加1%椰壳炭量,土壤有机碳量约增加5.9 mg/g,活性有机碳量约增加0.3 mg/g。施炭量1%～5%为土壤CO2释放量增加的阶段,施炭量3%～5%时土壤CO2释放量达到最大,为549 mg/m2,之后开始降低。[结论]生物质炭施用对土壤有机碳截获及CO2释放方面有重要影响,但所受影响的趋势与施炭量和试验时间有密切关系。

竹炭对生物油模型组分的吸附特性试验

以竹子为前躯体热解制得竹炭,选取糠醛、乙酸、苯酚、葡萄糖为生物油模型化合物,研究竹炭对生物油模型组成各单组分的静态吸附特性及双、四组分混合下的竞争吸附行为。结果表明:竹炭对不同组分的吸附特性存在较大差异;单组分吸附24 h,竹炭对糠醛的吸附量最大,乙酸次之,对葡萄糖的吸附量最小;吸附平衡时,竹炭对苯酚的吸附量将超过乙酸;糠醛-葡萄糖双组分竞争下,竹炭对糠醛显示出强烈的选择性吸附特征;4种组分竞争下,各组分吸附量相对单组分均有所下降,其中乙酸降幅最大,且乙酸等物质在吸附过程中出现浓度突变现象,这可能是因为吸附性能较好的糠醛将已经吸附的乙酸从竹炭上置换下来;在选用的所有试验工况下,竹炭对葡萄糖均表现出低的吸附态势。

生物碳对枳容器苗生长的促进效果

以枳幼苗为试材,采用容器育苗法,按体积比配制5种基质:A(CK1),V河沙∶V锯木屑=1∶2;B(CK2),V河沙∶V锯木屑:V草炭=1∶2∶1;C,V河沙:V锯木屑∶V生物碳=1∶2∶0.1;D,V河沙∶V锯木屑∶V生物碳=1∶2∶0.3;E,V河沙∶V锯木屑∶V生物碳=1∶2∶0.5,研究基质中添加生物碳对枳生长的影响。结果表明,生物碳呈碱性,pH值高达8.96,可用于提高基质的pH值,生物碳中含P、K较为充足,N较少;生物碳能有效提高基质的持水量、pH值、矿质元素含量,降低基质的容重,增加非毛管孔隙度,但对基质的电导率及阳离子交换量影响不明显;将枳砧幼苗移植到添加生物碳的基质中,研究发现添加一定浓度的生物碳对枳砧株高有一定的促进作用,与对照(CK1、CK2)比较,差异不显著,根系鲜质量与干质量均高于添加草炭的基质配方。

生物质制备燃料炭实验研究

利用管式固定床炭化装置对棉秆、木屑和竹屑进行炭化实验,利用工业分析仪、快速量热仪和热重分析仪对炭化实验制得的生物质炭进行分析,用木炭和烧烤炭质量指标评价生物质炭质量,用着火温度、燃尽温度和综合燃烧特性指数S评价生物质炭燃烧特性。结果表明:随着炭化温度的升高,生物质炭产率和干基挥发分产率减小、干基固定碳产率增大,相应的变化速率减小;着火温度和燃尽温度随着炭化温度的升高而升高,S值减小;相比木屑炭和竹屑炭,棉秆炭的燃烧特性最好。对比生物质炭与木炭和烧烤炭的燃烧特性和炭质量发现,木屑和竹屑可用于生产木炭替代品,棉秆可用于制作烧烤炭,500℃为棉秆制备烧烤炭的最佳炭化温度。

竹废料微波裂解的单因素实验研究

以微波裂解竹废料制备了一系列的生物油和竹炭，系统研究了竹废料裂解过程中的工艺参数包括原料含水率、原料粒径，微波输入功率和裂解温度，焦炭（催化剂）用量对裂解产物组成的影响。结果表明，当裂解功率为700W，温度为550℃，焦炭用量为4％，并严格控制原料含水率在5％～8％时，生物油的得率最高，其值为44．91％，而竹炭及不可凝气体得率分别为23．21％和31．88％。竹废料微波裂解得到的生物油的成分复杂，应用前景相当广泛；竹炭也有一定的吸湿、吸附性能。因此，竹废料的微波裂解具有巨大的开发利用潜力。

催化剂对竹废料微波裂解的影响

以竹材废料为原料,研究了微波裂解制备生物油及竹炭的可行性。探讨了在微波功率700 W,裂解温度550℃,裂解时间20 min的工艺条件下,焦炭、磷酸、KOH、NaOH和氯化锌等催化剂对裂解产物的影响。结果表明,KOH和磷酸是有效的催化剂,均能有效提高裂解液、固体产物得率,使竹炭表面含氧官能团显著增加。KOH催化后竹炭的吸附指标已达到了国家二级品标准(GB/T 13803.2-1999),而磷酸催化后竹炭的碘及亚甲基蓝吸附值分别是国家一级品标准(GB/T13803.2-1999)的1.04倍和1.56倍,不过所得生物油为强酸性,有待进一步研究改进。

硝酸改性竹炭在A/O接触氧化工艺中的应用

采用硝酸改性竹炭A/O接触氧化工艺(AC/OC)处理生活污水,并以组合填料A/O接触氧化工艺(AP/OP)作对比,考察了2种反应器的挂膜启动性能,以及水力停留时间(HRT)、DO和体积回流比等对其去除COD、氨氮和总氮的影响。结果表明,AC/OC工艺与AP/OP工艺具有相似的挂膜特性,但AC/OC对污染物的总体去除性能有所提高。当HRT为18 h,DO质量浓度为4 mg/L,体积回流比为100%时,AC/OC工艺对COD和氨氮的去除率可达81.2%和89.9%。维持HRT、DO质量浓度不变时,随着回流比的增加,AC/OC工艺对氨氮的去除率有显著的提高。硝酸改性竹炭具有廉价、耐磨、高比表面积和良好的化学稳定性等特点,基于该填料的A/O接触氧化工艺具有良好的应用前景。

70℃高温水解/厌氧/好氧/BAC工艺处理高浓度有机废水

采用70℃高温水解酸化、高温厌氧、高温好氧、高温生物活性碳(BAC)组合工艺,对玉米深加工行业的高温工艺废水进行分相与分段处理研究,分别对COD、VFA、氨基酸等的去除处理效果进行研究和评价,在高温条件下完成高温高浓度有机废水的处理并达到回用热水、节能目的.结果表明:组合工艺系统对高浓度有机废水COD总去除率达到99.62%,VFA和氨基酸均为100%,出水COD＜50mg/L,达到中水回用COD标准值,其中水解酸化相COD去除率占总去除率的49.7%,产甲烷相占33.7%,好氧段占14.5%,BAC段占1.1%;厌氧段占VFA总去除的56%,好氧段为21.2%,BAC段为21.8%;厌氧段占氨基酸总去除的34.8%,好氧段占62%,BAC段占3%.其中水解酸化有机负荷达到36.2kg/(m3·d).高温好氧和BAC组合工艺进水COD 3 500mg/L条件下,COD去除率仍能达到95.8%.整个系统运行平稳,抗冲负荷强,各段出水pH均在6.6～7.5之间波动.

土壤重金属有效态和生物碳关系研究进展及展望

阐述了国内外对重金属有效态和生物碳含义的界定,概括了土壤重金属有效态和生物碳的研究进展,从生物碳对土壤重金属有效态的吸附动力学模拟、p H的影响、生物碳组分及制备温度不同对有效态吸附的影响等方面对生物碳与重金属有效态关系的研究成果进行总结,并提出相应展望。

印染废水2400m^3/d中水回用处理工程及其实践

对印染废水(中水)做深度处理,通过专门的分离技术,以提高分离效果,采用CFM悬浮膜分离后SS≤3mg/L,CODcr≤60mg/L,色度在20倍以下。达到预期设计要求。

饲料添加小麦秸秆生物质炭对肉鸡生长、屠宰性能和脂质代谢的影响

旨在研究小麦秸秆生物质炭对肉鸡生产性能、屠宰性能和脂质代谢的影响。试验选用100只22日龄、健康状况良好、体重670 g左右的罗斯308肉鸡,随机分成4组。对照组饲喂基础日粮,试验组分别饲喂添加1%、5%和10%小麦秸秆生物质炭的基础日粮,试验期33 d。结果表明:1)与对照组相比,添加5%的小麦秸秆生物质炭肉鸡的平均日增重增加10.12%(P<0.05);胸肌率提高23.42%(P<0.05);添加5%和10%的小麦秸秆生物质炭肉鸡的腹脂率分别降低31.44%和23.02%(P<0.05);试验组肉鸡的料重比均在一定程度上低于对照组,但无显著差异(P>0.05);2)与对照组相比,添加5%的小麦秸秆生物质炭显著降低肉鸡血清总胆固醇含量(P<0.05);试验组显著降低肉鸡血清三酰甘油含量(P<0.05),但对肉鸡血清葡萄糖、低密度脂蛋白胆固醇和高密度脂蛋白胆固醇含量没有显著影响(P>0.05);3)虽然添加小麦秸秆生物质炭增加了单位饲料成本,但添加1%和5%小麦秸秆生物质炭试验组每千克肉鸡增重饲料成本分别比对照组降低8%和6%。因此,饲料添加一定量的小麦秸秆生物质炭可以减少肉鸡腹脂沉积,降低血清总胆固醇和三酰甘油含量,在一定程度上有助于改善肉鸡的屠宰性能和生产性能。

硝酸处理对竹炭曝气生物滤池性能的影响

以硝酸处理竹炭作为曝气生物滤池填料,通过研究硝酸处理对竹炭吸附性能、表面官能团等的影响,考查硝酸处理竹炭对反应器性能的影响。结果表明,硝酸处理后竹炭表面含氧官能团增加,有利于微生物的附着,仅4 d就完成挂膜,反应器对有机负荷具有良好的去除能力,在COD负荷为1.8和4.8 kg/(m3·d)时,平均去除率分别为83.3%和79.4%。

超声改性生物炭对染料废水的吸附特性

以马铃薯秸秆为原料制备生物炭,对其进行超声改性得到改性生物炭。探究了改性生物炭对亚甲基蓝的吸附特性以及pH、投加量和离子含量对吸附效果的影响。结果表明,改性后的生物炭与原生物炭相比,吸附能力有所增强。准2级动力学模型(R^2>0.99)能更好的拟合动力学数据,颗粒内扩散方程拟合结果进一步表明,改性生物炭对亚甲基蓝的吸附受表面吸附和颗粒内扩散共同控制。Langmiur方程能较好的描述该吸附过程。热力学研究表明,改性生物炭吸附亚甲基蓝是自发、熵增的吸热过程。碱性环境有利于吸附反应的进行,在pH=2～11时,碱性越强,吸附效果越好。生物炭投加量为10 g/L时,对亚甲基蓝的去除率较为理想,离子含量的变化对吸附量无明显影响。

臭氧氧化-生物炭吸附体系协同脱硫脱硝除汞研究

以O3为氧化剂,玉米生物炭和椰壳活性炭为吸附剂,开展同时脱硫脱硝除汞研究。研究考察了温度、O3/NO和吸附时间对玉米/椰壳炭脱硫脱硝除汞效率的影响,并对玉米/椰壳炭进行表征分析。结果表明,NO和Hg0氧化率随O3/NO升高而升高,SO2氧化率则先升高后略微降低;温度升高抑制NO氧化但促进Hg0和SO2氧化;在140℃下,当O3/NO为1.4时,NO、Hg0和SO2氧化率分别达99%、78.6%和3.5%,随O 3/NO从0.4升至1.4,玉米炭对NO x脱除效率从4.6%提升至93%,椰壳炭从4.5%提升至79%。玉米/椰壳炭会还原部分NO2造成出口NO浓度上升,但玉米炭的NOx吸附性能较椰壳炭强,而椰壳炭对Hg0和SO2的吸附性能较强。椰壳炭较玉米炭具有更强的物理吸附能力;玉米炭表面含氧官能团C-O和C=O的相对含量较椰壳炭高,而COOH和O=C-O相对含量较椰壳炭低。

高效液相色谱-串联三重四级杆质谱法测定土壤中苦味酸和联苯胺

为测定被污染土壤中的低浓度苦味酸和联苯胺,研究建立了一种基于高效液相色谱-串联三重四级杆质谱检测技术的分析方法,实现了超声波乙酸乙酯溶剂萃取后直接进样的高效定性和定量检测。研究表明,在0.5~100.0μg/L质量浓度范围内,目标化合物的线性关系良好(r>0.999 9),苦味酸、联苯胺的检出限分别为0.16、0.30μg/kg,精密度相对标准偏差为1.5%~5.8%,加标回收率范围为70.1%~111.0%。该方法灵敏度高、前处理步骤简便,适用于低含量苦味酸和联苯胺的土壤测定。实验表明,以碱性木素为原料,采用热解法在氮气氛围下600℃煅烧得到的生物质炭,对土壤中联苯胺的去除率高达98.2%,对苦味酸的去除率超过50%,可有效实现污染土壤的修复。

生物炭复合材料的制备及对甲醛性能研究

甲醛在日常生活中普遍存在,且是最常见的有毒物质,由于其分布广泛且具有较强的隐蔽性,给人们的生活带来了很大的危害。该文针对甲醛的物质特性,采用生物炭复合材料进行电极两端催化,促进甲醛等有害物质的活化反应;选取光谱衍射仪、电子扫描显微镜等主要仪器设备进行生物炭石墨烯和复合材料的制备,通过傅里叶红外光谱图象特征分析,研究发现生物炭复合材料Cu(OH)2/C更利于活化甲醛,有效提高了材料物质的导电性,为生物炭复合材料对甲醛的性能研究提供了参考价值。

生物炭-臭氧技术在中水处理中的应用

介绍了一种全新的中水处理工艺——生物炭+臭氧技术,重点探讨该工艺应用中的设计要点、设备配置及运行参数等。工程实践表明:经过一年多的实际运行,不仅系统出水各项指标满足中水要求,同时在色度、臭味等方面优于指标要求,且运行成本较低,是一项值得推广的技术。