壳类生物质释碳性能研究

以核桃壳、夏威夷果壳、杏仁壳、花生壳、开心果壳和板栗壳6种壳类生物质作为反硝化碳源的备选材料,通过静态碳释放实验测定其释碳量和反硝化实验测定其对硝酸盐氮的去除效率,旨在优选出适于推广的反硝化固体碳源。结果表明,花生壳和板栗壳释碳量最高,但因质地疏松而持续力不足,导致脱氮效果差;开心果壳释碳速率缓慢但持续力强,可作为缓效碳源;核桃壳和夏威夷果壳释碳量较高,且结构稳定,释碳过程满足二级动力学方程,适合作为反硝化固体碳源。实验初步优选出核桃壳和夏威夷果壳可作为经济有效的具有支撑作用的固体碳源。

3种壳类生物质炭对南方红壤理化性质的动态影响

【目的】探究3种壳类生物质炭对南方红壤理化性质的动态影响,以期为南方红壤改良奠定理论基础。【方法】利用慢速热解法制备3种壳类生物质炭并对其进行表征,通过室内试验,研究添加3种壳类生物质炭对土壤有机质含量、容重、pH以及速效钾含量的动态影响。【结果】在1~90 d处理期内,松子壳炭、稻壳炭和油茶壳炭的施加均显著提高了土壤有机质和速效钾含量。在30~90 d内,施加5%(w)松子壳炭使有机质含量较对照(CK)组上升了258.94%~284.92%,施加5%(w)稻壳炭使速效钾含量较CK组上升了429.98%~716.58%;1~90 d处理期内,施加5%(w)稻壳炭降低了土壤容重,在30~90 d内,施加5%(w)稻壳炭使土壤容重较CK组下降了9.72%~15.38%;在1~90 d处理期内,施加油茶壳炭显著提高了土壤pH,在30~90 d内,施加5%(w)油茶壳炭使土壤pH较CK组增加了16.91%~29.53%。另外,不同施加量的松子壳炭对土壤理化性质影响的研究结果表明,在1~90 d处理期内,施加8%(w)松子壳炭能较稳定地提高土壤的有机质含量、pH和速效钾含量,降低土壤容重。【结论】不同壳类生物质炭能改良红壤特性、提高红壤有机质含量和速效钾含量,施加松子壳炭对提高红壤有机质的效果更显著,施加稻壳炭对降低红壤容重和提高速效钾含量的效果更显著,施加油茶壳炭对提高红壤pH的效果更显著。

果壳类生物质炭对水体中重金属吸附的研究进展

随着工业化的发展,各种含有高浓度的重金属废水被排放到水环境中,这对环境与人类造成了危害。生物质炭作为一种低成本的吸附剂,能够有效地吸附水体重金属。本文主要综述了生物质炭与重金属的相互作用机理以及近年来果壳类生物质炭对重金属吸附的研究现状,并从溶液pH值、溶液温度、重金属离子初始浓度、吸附剂用量等影响因素的角度分析了果壳类生物质炭对重金属吸附的效果。

生物质壳类物热解动力学研究

利用热重分析研究不同升温速率下3种生物质(核桃壳、花生壳和葵花籽壳)的热失重行为,采用Coats-Redfern法计算得到了3种生物质在不同升温速率、不同气氛下反应动力学参数。结果表明,3种生物质在热解主要阶段可由一级反应过程描述。

7种果壳的热解特性及与主要组分相关性分析

【目的】分析果壳的热解特性及与果壳中纤维素、木质素及半纤维素的相关性,为果壳类生物质的热化学转化利用提供基础数据。【方法】分析油茶壳、椰子壳、油桐壳、核桃壳、板栗壳、开心果壳和腰果壳的纤维素、木质素和半纤维素含量,并进行热重分析,同时分析7种果壳的热解失重峰值温度与果壳中纤维素、木质素和半纤维素含量的相关性。【结果】除腰果壳外,其他6种果壳的主要成分为纤维素、酸不溶木质素和半纤维素,三者总含量均在73%以上,腰果壳中纤维素、半纤维素和酸不溶木质素三者总含量仅为47.41%。除油桐壳以外,其他6种果壳在200~410℃温度范围均出现多个热解失重峰,椰子壳、油茶壳、开心果壳与腰果壳最高温热解失重峰的左侧出现明显的尖状热解失重峰,核桃壳和板栗壳则在最高温热解失重峰的左侧出现肩状热解失重峰。7种果壳的热解动力学模型符合一级动力学方程,热解活化能在40~85 k J·mol^(-1)之间。果壳的最高温热解峰峰值温度与果壳中木质素含量呈明显的正相关性(R=0.800,P=0.03<0.05),与纤维素含量的正相关性较弱(R=0.446,P=0.32>0.05),与半纤维素含量呈较弱的正相关性(R=0.509,P=0.24>0.05),与果壳中木质素和纤维素总含量的正相关性更显著(R=0.899,P=0.005<0.05)。7种果壳(除油桐壳外)左侧热解峰的峰值温度与半纤维素含量呈明显的正相关性(R=0.836,P=0.04<0.05),与木质素含量呈弱的正相关性(R=0.484,P=0.33>0.05),而与纤维素含量的正相关性更弱(R=0.295,P=0.57>0.05)。【结论】7种果壳中纤维素、木质素与半纤维素含量不同,各具有不同的热解特性,其最高温热解峰峰值温度主要受果壳中木质素含量的影响,而其左侧热解峰峰值温度主要受果壳中半纤维素含量的影响。