生物质灰加生物菌剂对烟草根际土壤微生物群落的影响以及对青枯病的防治效果

为了探究生物质灰和不同生物菌剂配施对烟草根际土壤微生物群落的影响,以及对烟草青枯病的防控作用,本研究先采用高通量测序方法研究了生物质灰配施生物菌剂对土壤微生物群落多样性和微生物群落结构组成的影响。α多样性指数分析结果发现,生物质灰配施生物菌剂有利于提高烟草根际土壤微生物菌群丰度和菌群变化程度,生物质灰配施荧光假单胞菌菌剂的土壤Shannon指数和Simpson指数最高,配施光合细菌菌剂的烟草根际土壤Ace和Chao1值最高。通过主成分分析发现,生物质灰配施不同生物菌剂对根际土壤微生物的影响是类似的。另外,生物质灰配施生物菌剂可明显提高土壤中酸杆菌或放线菌相对丰度,其中生物质灰配施荧光假单胞菌菌剂和光合细菌菌剂土壤放线菌相对丰度更高。利用土壤微生物分离法研究生物质灰配施生物菌剂对微生物群落数量的影响,结果发现与CK相比生物质灰配施生物菌剂可以促进土壤微生物的生长繁殖,显著提高微生物群落数量,生物质灰配施光合细菌菌剂对微生物的生长繁殖促进作用最为显著。生物质灰配施生物菌剂后烟草青枯病病情指数明显低于CK,特别是生物质灰配施光合细菌菌剂的病情指数最低,防治效果最好。

矿渣和粉煤灰对微生物-氧化镁协同固化钻屑性能的改良机理

钻屑作为一种固废,其主要处理方式为水泥固化,但加工水泥易产生大量二氧化碳,不利于环境保护。基于上述问题,提出了一种改良后微生物-氧化镁协同固化钻屑新方法。通过强度测试,研究了高炉矿渣和粉煤灰对微生物-氧化镁协同固化钻屑的改良,获得了钻屑固化体强度随高炉矿渣掺量增加而升高,随粉煤灰掺量增加而逐渐降低的规律,最高强度为5.4MPa。采用FTIR、XRD和SEM等测试手段,对固化体中产物类型和结构进行了分析,结果表明:产物由连续的水菱镁石(矿化产物)、云雾状水化硅酸镁和层状水滑石(水化产物)组成。钻屑颗粒由矿化产物和少量水化产物固化,揭示了矿渣和粉煤灰在微生物-氧化镁协同固化钻屑的作用机理。

生物质灰渣与化肥配施对土壤性质及油菜生长的影响

通过土培和盆栽试验研究生物质灰渣与土壤混合培养后对土壤性质的改良作用及对油菜苗期生长的影响。结果表明:随灰渣用量的增加,土壤中有效养分含量增加,尤其是速效磷和速效钾增加显著;随灰渣施用量的增加,土壤pH值升高,平均增幅7.78%,趋于中性;在肥料用量低时,灰渣施用量的增加更有利于土壤中速效磷含量的提高,最大增幅可达4.2倍;肥料施用量的变化对油菜吸收磷的影响不大,但随着灰渣施用量的增加,油菜全磷含量均呈先减小后增大的变化趋势;在中等用量的肥料水平下,灰渣增强油菜植株吸收钾的能力,油菜全钾含量最大增幅达44.43%;在高用量肥料处理下,灰渣不影响植株吸收钾量;灰渣的施入可改变油菜钾与钙、镁之间拮抗作用的表现形式,随着灰渣用量的增加,植株钙、镁吸收量呈先增大后减小的变化趋势。生物质灰渣能达到较好的土壤改良效果,按照合理的比例进行灰渣与化肥的配施,能促进土壤—植物系统中营养元素的转化迁移和油菜苗期的生长。

生物质灰渣与化肥混合对氨挥发的影响

采用室内恒温培养,碱液吸收法测定灰渣-化肥中氮的挥发量,研究了锯木灰、谷壳灰、玉米灰、水稻灰分别与不同化肥配比下,在一定时间内的氨挥发规律。结果表明：四种灰渣在N1、N2、N3水平下,随着时间的增加氨的挥发量和挥发率呈先增大后减小的趋势,各处理的峰值多出现在10-15 d的培养阶段;谷壳灰、玉米灰、水稻灰添加磷酸二氢钾能明显抑制混合物中氨的挥发,而锯木灰添加氯化钾、磷酸二氢钾均能抑制氨的挥发;在四种灰渣中,锯木灰处理的氨挥发率明显高于其他三种灰渣,特别是在N3水平下比同期的其他灰渣处理高5倍。Elovich方程和抛物线扩散方程均能较好拟合氨的挥发量随时间的变化,其相关系数均达到极显著水平。

生物质灰渣中的磷、钾释放动力学特征研究

采用连续液流法研究了4种生物质灰渣（水稻秸秆灰渣、玉米秸秆灰渣、谷壳灰渣、锯木灰渣）中磷、钾的释放动力学特征.结果表明：（1）4种生物质灰渣磷的释放均在40min左右达到平衡,而水稻秸秆灰渣中钾的释放在100min左右达到释放平衡,其他3种秸秆灰渣在10min左右达到释放平衡,释放平衡与灰渣种类及其磷、钾含量有关.（2）平衡前不同时间段4种灰渣磷的释放反应速度与反应时间的自然对数（lnt）间存在良好的线性关系,其相关系数在0.966~0.997之间,达到极显著水平;4种灰渣钾的释放反应速度与反应时间的自然对数（lnt）间也存在良好的线性关系,其相关系数在0.749~0.980之间,达到显著水平,其反应速度直线的斜率、截距及初始反应速度与不同种类的灰渣磷、钾含量有关.（3）水稻秸秆灰渣及锯木灰渣磷的总释放量达到3.5cmol/kg及5.1cmol/kg,钾的总释放量达到41.93cmol/kg及6.92cmol/kg,是较优的生物质肥料.（4）4种不同生物质灰渣钾的释放量及释放速率均大于磷.生物质灰渣有利于土壤中速效磷、钾含量的提高,按实际需要选择并合理配比,能达到较好的土壤改良效果.

生物质型煤灰熔融性的实验研究

生物质型煤是一种新型型煤,利用煤泥、农业废弃物通过一定的生产工艺加工压制而成,不仅有利于废弃物的资源化利用,也可以减少环境污染.型煤灰熔融性是工业型煤的一项重要指标,直接决定着型煤燃烧或造气过程排渣方式的选择.作者分别以焦作煤泥、平顶山煤泥及鹤壁煤泥为煤样,通过正交实验的方法,对以煤泥为原料、以生物质为添加剂制成的型煤的灰熔融性进行了实验研究,结果表明:用生物质作为型煤添加剂制作的工业型煤,其灰熔融性能满足要求.

粉煤灰多孔陶粒在水处理中的应用研究

研究采用电厂的粉煤灰为主要原料制备多孔陶粒,分别将其用作水处理中的微生物载体和吸附剂。挂膜结果表明:COD、氨氮这两项指标的出水基本稳定,去除率高。用多孔陶粒作吸附剂处理含铬废水时,等温吸附实验表明,多孔陶粒吸附水中的铬的等温方程基本符合Langmiur等温方程式,在pH值为酸性时对铬的去除率较高。用HCl和NaOH溶液再生多孔陶粒,酸的效果更好。

一种陶粒生物填料及制备研究

介绍了一种以粉煤灰和活性污泥为主要原料制备的陶粒生物填料及其制备方法.通过材料配比及烧结温度试验、烧结时间试验、性能测定,得出粉煤灰、活性污泥、黏土最佳比例为50∶40∶10,最佳烧结温度1 150℃,最佳烧结时间25 min.烧结陶粒生物载体粒径为3 mm.在此条件下制得的陶粒生物载体平均吸水率为27%,平均抗压强度为1.23MPa,颗粒密度为1.19 g/cm3,易于形成流化状态,能满足污水处理填料性能要求.

华南十种桉树的热值与灰分含量比较

桉树是林业生物质能源的原料之一,了解桉树的热值和灰分含量能为合理利用桉树能源林提供理论参考。该研究采用热量计和马福炉对华南尾巨桉等10种桉树的不同器官进行热值和灰分含量测定。结果表明:10种桉树树叶、树枝、树根、树干和树皮的干质量热值、去灰分热值分别为15.10~21.06 k J·g^(-1)和16.50~22.11 k J·g^(-1),器官的平均干质量热值、去灰分热值以树叶最高(19.50和20.56 k J·g^(-1))、树皮的最低(17.32和18.09 k J·g^(-1)),说明树叶所含的高能有机物质比其它器官多;不同器官的干质量热值与去灰分热值在不同品种中的大小排序不完全一致。灰分含量在0.14%~8.5%之间,器官平均的灰分含量以树叶最高(5.13%)、树干最低(0.30%),说明树叶所含的矿质元素较多。不同器官的热值与灰分含量均差异显著(P<0.05)。植株个体的干质量热值与去灰分热值均以尾叶桉最高(18.99和19.18 k J·g^(-1)),以托里桉最低(17.53和17.86 k J·g^(-1));灰分含量则以托里桉最高(1.90%)、巨桉最低(0.61%)。相关分析结果表明,灰分含量与干质量热值、去灰分热值存在一定的负相关,但未达显著水平;干质量热值与去灰分热值呈极显著的正相关关系(P<0.01)。由于理想的植物燃料应具备热值高与灰分含量低的特点,结合该研究的结果分析,托里桉作为燃料资源利用不理想,以尾叶桉较为适宜。

生物质快速热解液化工艺研究进展

对近期国内外快速热解液化工艺研究进展进行了回顾。分别对生物质原料、反应器类型、生物质炭与灰分的分离、热解产物收集以及生物油产品特性等方面的研究进行了论述和分析,指出了生物质快速热解液化的研究方向。

CO_(2)气氛耦合粉煤灰催化生物质热解生油特性分析

针对生物质热解生物油中可利用组分富集程度低的问题,该研究以不同颗粒尺寸的玉米秸秆为研究对象,通过固定床热解设备开展了CO_(2)气氛下粉煤灰与秸秆共热解试验,分析粉煤灰对秸秆热解产物分布的影响规律,并重点研究CO_(2)耦合粉煤灰对液相产物中含氧化合物组分的作用机制。结果表明,当颗粒尺寸为0.17~0.21 mm时,生物油产率最大值为44.32%。粉煤灰对大颗粒尺寸生物质热解生油过程的促进作用最为明显,当颗粒尺寸为0.31~0.45 mm时,生物油产率增加量为8.94个百分点。主要原因是粉煤灰所含金属组分间的协同催化作用和生物质颗粒内外传热传质效率的增强。CO_(2)的引入对生物油的形成起抑制作用,且液相产率随着体系内CO_(2)流速的增加而逐渐降低。小颗粒尺寸的生物质与粉煤灰共热解更有助于促进酚类化合物的生成,CO_(2)与体系中氢自由基的强结合能力进一步促进了酚类化合物的富集。经综合分析,当CO_(2)流速为40 mL/min时,液体产物中酚类化合物含量最高。该研究可为煤灰基固废物催化生物质热解制取高品质生物油技术的优化设计和CO_(2)气氛辅助生物质催化热解机理的完善提供理论依据。

垃圾填埋场覆盖材料改性污泥的甲烷氧化动力学

在实验室模拟条件下,以粉煤灰改性污泥为垃圾填埋场生物覆盖材料,分析了初始甲烷浓度、初始氧气浓度对甲烷氧化效率的影响,并测定了甲烷氧化动力学方程及动力学参数,旨在为材料实际工程应用提供理论依据.结果表明:初始CH4、O2浓度制约生物覆盖材料的甲烷氧化效率,初始CH4、O2浓度越高,材料甲烷氧化能力越强;甲烷氧化过程符合2级动力学方程-dV(CH4)/dt=kV(CH4)V(O2);利用Michaelis-Menten模型得出覆盖层材料的最大氧化速率Vmax为2.54μmol g-1h-1,半速常数Km为0.49μmol.

生物质蜂窝煤燃烧过程SO_2排放及灰渣特性研究

以生物质和高硫煤为原料 ,制成了蜂窝状民用生物质复合蜂窝煤 .在一个固定床燃烧实验台上对这种复合蜂窝煤的燃烧特性进行了研究 ,对燃烧过程的 SO2 浓度进行了在线检测 .结果表明 ,生物质的加入能明显减少高硫煤燃烧过程中的 SO2 排放 ,且随着生物质的加入 ,SO2 的排放浓度减小 .并对不含生物质的蜂窝煤和生物质含量为 2 0 %的复合蜂窝煤的燃烧灰渣进行了XRD,SEM分析和比较 ,结果表明 ,生物质复合蜂窝煤灰渣中的 Ca SO4含量比一般蜂窝煤的要高 ,说明生物质能改善蜂窝煤的固硫性能 ,SEM的分析结果表明 ,生物质复合蜂窝煤的灰渣比传统蜂窝煤灰渣具有更发达的微观孔隙结构 ,这种优良的孔隙结构有利于固硫反应的进行 。

TP347H在生物质锅炉过热器气相条件下的腐蚀特性(Ⅱ)

模拟生物质锅炉过热器区的气相条件以及过热器管壁沾灰状况，在500～600℃范围内对奥氏体不锈钢TP347H进行了腐蚀试验研究。通过测定试样的增重量，得出了腐蚀动力学曲线；利用配有能谱分析仪的扫描电镜和X射线衍射仪，对试样腐蚀后的形貌结构、元素含量和腐蚀产物的组成成分进行了分析。结果表明，当试片表面存在生物质灰时，TP347H的腐蚀速率比无灰大大增加；沾有生物质灰的TP347H对反应温度非常敏感，随着反应温度的增加，TP347H的抗腐蚀性能逐渐降低。

固体生物质燃料灰熔融性测定方法的研究

通过分析GB/T 219和欧盟生物质燃料相关标准中灰熔融性测定方法的异同,研究并建立了我国固体生物质燃料灰熔融性的测定方法。

生物质灰对红壤酸度的改良效果

用采自安徽、浙江、湖南和广东的4种红壤和1种赤红壤,通过室内培养实验研究了添加生物质灰对酸性土壤的改良效果。结果表明,添加生物质灰提高了土壤p H,降低了土壤交换性铝含量,且阳离子交换量(CEC)越小改良效果越明显。改良后土壤交换性K+、Ca2+、Mg2+含量也显著增加,交换性Ca2+增幅最大,其次为交换性K+。有效磷含量也有增加,磷含量较高的土壤有效磷增幅更大。虽然生物质灰含有一定量的重金属,但由于用量较少,对土壤有效态重金属含量的影响小,施用生物质灰的环境风险较小。总之,添加生物质灰不仅可以有效改良红壤酸度,还可提高红壤肥力。

应用配方均匀设计确定粉煤灰/生物质生物陶粒的最佳配比

采用均匀设计法确定有限制的配方方案设计,应用DPS(Data Processing System)统计软件对试验数据回归分析及优化,得到了烧结生物陶粒的最佳配方为:粉煤灰/生物质/石膏/粘土=0.64 688/0.32 030/0.02090/0.01 192.在保证强度的前提下,以比表面积和孔隙率作为生物陶粒的主要性能指标.最佳配方下所得陶粒的比表面积为6.26 m2/g,孔隙率为79.53%.

BES驱动电渗析对飞灰中Pb和Ni的影响

该文构建生物电化学系统(BES)驱动电渗析装置处理飞灰,采用正交试验考察不同外加电压、初始pH和液固比对飞灰中Pb、Ni的迁移效果及残留飞灰中重金属形态分布和浸出毒性的影响。结果表明:电渗析过程中反应池内Pb、Ni浓度受初始pH和液固比控制,阴/阳极液中Pb、Ni浓度先无明显变化后上升,3 d后增速变缓;电渗析处理14 d后Pb、Ni分布特征为飞灰浸出液>离子交换膜>阴/阳极液≈阴/阳极,飞灰中Pb和Ni主要向阴极端迁移,在外加电压、初始pH和液固比为300 mV、3、20 mL/g和300 mV、4、50 mL/g时获得最高去除率分别为25.43%和77.48%;残留飞灰中Pb和Ni的弱酸可提取态分别降低了9.97%~15.76%和6.94%~25.11%,残渣态分别增加了4.88%~38.25%和16.44%~38.24%,浸出毒性均低于GB 5085.3-2007限值。

解淀粉芽孢杆菌对粉煤灰浸矿脱硅的研究

采用解淀粉芽孢杆菌ZGW-12对粉煤灰进行生物脱硅研究,确定菌种培养和矿物脱硅的最适条件。实验确定细菌培养的初始接菌量为5 mL,保持30℃恒温并在125 r/min条件下培养4 d达到生长稳定期。粉煤灰脱硅最佳条件为:7.5%浓度的无菌矿浆100 mL中接菌5 mL,在30℃和150 r/min的条件下摇瓶浸出。粒度小于75μm的粉煤灰浸矿7 d后矿浆中Si 2+浓度高于158 mg/L,脱硅效果较好。将粉煤灰浸矿31 d,测定矿浆中Si 2+、Al 3+浓度分别可达306 mg/L和0.5 mg/L,说明细菌对粉煤灰中硅元素浸出效果较好。结合SEM-EDS和FTIR检测发现ZGW-12易吸附于矿样表面,使其中Si—O键断裂,对粉煤灰有较好的脱硅提铝效果。

不同土壤改良措施对连作半夏根际微环境的影响

目的:探明不同改良措施对连作半夏土壤中生物群落结构和半夏生长相关指标影响规律,解决半夏药材产业化栽培的连茬效应。方法:对比2%生物炭、生物有机肥、微生物菌剂和草木灰4种土壤改良措施,动态监测半夏的生长状况并测定其产量,结合微生物群落结构,筛选出有效消除半夏连作障碍的最佳措施。结果:微生物菌剂、生物有机肥、草木灰均可促进半夏珠芽的生长、块茎的发育以及根系的生长;单从产量分析,效果以草木灰最好,生物有机肥次之;不同改良措施可通过降低真菌物种多样性、提高细菌多样性起到恢复连作土壤微生物群落多样性的作用,对有害微生物如子囊菌门菌群和果胶杆菌Pectobacterium aroidearum均有抑制效果。结论:结合半夏产量、生长情况及半夏根际微生物群落结构分析,对连作土壤用草木灰改良效果最好,可为缓解半夏连作障碍提供技术指导和支撑。