秸秆炭协助蚯蚓堆肥条件下污泥中重金属时间性变化特征

为降低生活污泥中重金属迁移性和有效性,提高其利用率,以某市生活污水处理厂剩余污泥为研究对象,设置污泥单独堆肥为对照组,添加蚯蚓和不同比例玉米秸秆炭(0%、2%、4%、6%和8%),探究秸秆炭协助蚯蚓堆肥条件下污泥中重金属浓度及其有效态的时间变化规律。结果表明,随堆肥时间增加(0~30 d),污泥pH和总氮(TN)浓度先升高后降低,总有机碳(TOC)浓度逐渐降低,电导率(EC)先降低后升高,总磷(TP)和总钾(TK)浓度逐渐增加,堆肥结束时,pH、TOC浓度和TN浓度分别较初始值平均降低6.38%、20.24%和13.44%;重金属Cd、Zn和Pb浓度先降低后升高,Cu、Ni和Cr浓度先升高后降低;重金属Cd、Cu、Ni和Zn有效态浓度先降低后升高,Cr和Pb有效态浓度先升高后降低,堆肥10 d时,Cd、Cu、Ni和Zn有效态浓度较初始值降低最多,平均降低40.99%、30.65%、16.23%和3.17%。秸秆炭的添加能改善污泥弱酸性环境,提高TK浓度,降低EC和TOC、TN、TP浓度;污泥中重金属(除Pb外)浓度及其有效态(除Cu和Pb外)浓度均随秸秆炭添加比例的增加而降低。通过相关性和逐步回归分析得出,秸秆炭协助蚯蚓堆肥主要通过改变污泥pH及EC与TOC、TP浓度影响重金属有效态浓度,且添加8%玉米秸秆炭时污泥中重金属浓度和有效态浓度降低效果最佳。

水热炭对玫瑰秸秆厌氧消化性能的影响研究

在中温(35±1)℃下,采用批量式厌氧消化工艺,在玫瑰秸秆厌氧消化系统中添加由蓝藻藻泥、红薯茎和咖啡渣制成的水热炭,研究水热炭对厌氧消化体系性能的影响。结果表明:实验共进行44天,该发酵体系遵循厌氧消化规律,在体系中添加由蓝藻藻泥(实验组1)、红薯茎(实验组2)、咖啡渣(实验组3)制成的水热炭的实验组和不添加水热炭的对照组,累积产气量分别为3251、3995、4555、4002 mL,甲烷含量在产气高峰期均达到45%以上。实验组1、2、3和对照组的原料产气率为72、88、101 mL/g和88 mL/g,总固体产气率分别为173、212、242 mL/g和213 mL/g。原料产气率和总固体产气率:实验组3>对照组>实验组2>实验组1。实验3原料产气率是对照组的1.15倍,总固体产气率是对照组的1.14倍,累积日产气量和累积甲烷产量比对照组提升13.83%和14.43%。

秸秆炭改性工艺比较及对污水厂尾水的氮磷吸附特性研究

为解决污水处理厂尾水深度脱氮除磷的问题,选取秸秆炭作为吸附材料,对秸秆炭进行不同浓度的酸碱盐单一改性以及锌镧联合改性,通过对比吸附量及脱氮除磷率,来确定脱氮除磷性能最佳的改性工艺。结果表明:当ZnCl_(2)-七水合氯化镧组合改性,ZnCl_(2)的质量浓度为100mg·L^(-1)、七水合氯化镧的浓度为0.5 mol·L^(-1)时,总磷去除率和吸附量分别为98.95%和0.990 mg·g^(-1),氨氮去除率和吸附量分别为35.86%和2.869 mg·g^(-1),此组合改性为最佳改性方案。通过扫描电镜观察改性前后秸秆炭,表征图片的结果显示经过ZnCl_(2)-七水合氯化镧组合改性后的秸秆炭孔洞明显增加,孔洞排列规律,比表面积增大,组合改性秸秆炭脱氮除磷效果优于单一改性。

油菜秸秆添加量对机制炭形貌及燃烧性能影响分析

油菜秸秆的能源化利用对农业废弃物资源化利用具有重要意义。以木屑为基质,制备得到油菜秸秆添加含量为0%、33.3%、50%和100%的机制炭样品,并进行了理化分析。结果表明当油菜秸秆添加量不高于50%时,机制炭能正常成型,其固定碳含量上升到80%,热值达到2.9×10^(4)J·g^(-1)。通过TG-DTG热分析技术分析其燃烧性能,发现随着油菜秸秆添加量的增加,机制炭中阻燃材料含量增加,最大燃烧速率先增大后减小,添加量为33.3%时最大,而最大燃烧速率对应的温度则先减小后增大,且机制炭的可燃指数和燃尽指数也呈现先增大后减小趋势。综合分析,添加油菜秸秆提高了机制炭的综合性能,且添加量为33.3%时性能最佳。

辣椒秸秆生物质炭基小香葱有机肥研制及应用

将辣椒秸秆生物质炭与猪粪、鸡粪按照不同配比制备辣椒秸秆生物质炭基有机肥,通过盆栽实验研究其对小香葱生长的影响。结果表明:盆栽28天后,不同处理小香葱的植株总长范围为22.73±3.84 cm至33.78±1.36 cm,植株鲜重范围为0.49±0.10 g至1.26±0.37 g,根鲜重范围为0.06±0.02 g至0.18±0.07 g。施用生物质炭与猪粪配比7:3、生物质炭与鸡粪配比9:1、7:3的三种生物质炭基有机肥,小香葱植株总长、植株鲜重、根鲜重三项指标均达到施用商业复合肥的效果。研究结果可为科学开发生物质炭基小香葱有机肥提供参考。

秸秆气化产物对番茄生长的影响

以番茄品种"世纪红冠"为研究对象,研究了秸秆气化产物中秸秆炭及秸秆醋液对番茄的生长影响。结果表明:以正常施用化肥、未额外施用其它肥料的番茄为对照,施用有机肥加秸秆炭以及有机肥加秸秆醋液处理的番茄产量、可溶性糖、维生素C含量均提高,坏果率均降低,且与其它处理达差异显著水平。因此,秸秆气化产物的使用可以促进番茄生长,提高番茄产量、品质、口感,在农业生产上具有广阔的应用前景。

玉米秸秆炭和木屑炭催化裂解焦油的试验研究

针对生物质热化学转化过程中产生焦油的诸多不利影响,利用催化裂解法将焦其化为小分子燃气,可达到双效降低焦油含量并提高燃气热值的目的。本研究利用500℃条件下慢速热解获得的玉米秸秆炭和木屑炭作为催化剂,在自制的焦油催化裂解装置中,研究裂解温度为700、750、800、850、900、950和1000℃时,两种催化剂对焦油的催化裂解效果。结果表明:两种催化剂对焦油裂解具有良好的催化性能;随着裂解温度升高,裂解气中H_2含量逐渐增加,CO、CH_4、C_2H_4、C_2H_6等含量均逐渐减少,裂解气热值和密度逐渐降低;比较来看,木屑炭对焦油的催化性能优于玉米秸秆炭;焦油裂解产气率随裂解温度升高而增加,在反应温度为1000℃时,玉米秸秆炭和木屑炭催化裂解焦油的产气率分别为91.98%和94.11%。总体来看,玉米秸秆炭和木屑炭既对生物质焦油具有良好的催化性能,又为催化裂解反应提供炭源。

改性秸秆炭及吸附废水中苯酚的研究

秸秆炭系由植物秸秆(玉米,小麦等)在1200℃高温下气化干馏所得。探讨了不同条件(时间、用量、温度和pH值)下秸秆炭吸附苯酚性能,并对秸秆炭做了不同的改性处理,以提高其吸附性能。结果表明秸秆炭吸附苯酚的最佳条件为:苯酚与秸秆炭用量比例为0.84mg/g,温度35℃,pH=9,最佳吸附时间为5h;用双氧水改性后的秸秆炭吸附过的模拟废水中苯酚含量仅为0.47mg/L。符合GB 8978—1996排放标准。

以稻秸(壳)为原料的多孔载体在污水处理中的应用

通过实验证明,以稻秸为原料的活性炭结合稀土废渣材料对污水进行处理,可以有较高的COD去除率(进水COD 200 mg.L-1去除率可达70%)和细菌杀灭率(进水大肠菌落2.5×104个.L-1去除率可达90%),对污水的初级处理及农村生活污水的处理有积极的推动作用。

玉米秸秆颗粒热解制炭的试验研究

对玉米秸秆颗粒炭化温度对生物质炭的产率及质量的影响进行试验及分析研究,给出了不同炭化温度下玉米秸秆颗粒的产炭量、能源转化率和生产出炭的理化特性,找出了秸秆制炭工艺的最佳炭化温度条件。试验表明:玉米秸秆颗粒在300℃时即可完成炭化,炭的产率为55%,低位热值为21.3MJ/kg,挥发分为35.75%,提高热解温度时,炭的产率及热值均呈逐步下降的趋势。因此,对于简单的颗粒制炭设备,宜采用低温炭化工艺,以获得较高的秸秆炭产率。

农作物秸秆炭制备速燃炭的研究

以农作物秸秆炭为主要原料制备速燃炭，研究了秸秆炭与引燃剂的比例及成型方式对速燃炭性能的影响，结果表明，农作物秸秆炭与引燃剂质量比为4：3，块状成型方式制备的速燃炭性能较好，其燃烧热为21289．76J／g，且24g该速燃炭燃烧时火焰持续13 min 55s，火星持续113min，燃烧残渣13．19％。并通过燃烧实验表明，24g速燃炭能使50mL蒸馏水持续沸腾17 min，且水温在60～80℃之间保持90min以上。

玉米秸秆炭与炭化温度和时间的关系

[目的]筛选出最适宜炭化温度和时间条件下的生物炭。[方法]以玉米秸秆为生物质炭制作原料,对比研究不同炭化温度(350、450、550℃)和时间(1.5、2.0、2.5 h)制备的玉米秸秆炭的p H、电导率等特性及有机质、氮、磷、钾等元素含量及其间的相互关系。[结果]玉米秸秆炭有机质含量随炭化温度的升高和时间的延长而降低[62.23%(350℃)>48.52%(450℃)>35.78%(550℃)];在350℃炭化温度下p H随着时间的延长而增大,450和550℃炭化温度下p H基本保持在10左右;电导率随炭化温度和炭化温度的变化不明显,炭化温度350℃对玉米秸秆炭电导率的影响相对较大。玉米秸秆炭中速效钾含量随着温度的升高和时间的延长逐渐增加,全氮和碱解氮则相反,速效磷含量较高,表现出574.53 mg/kg(450℃)>493.75 mg/kg(350℃)>283.98 mg/kg(550℃)的变化趋势。[结论]350℃(2.5 h)和450℃(2.0 h)制备的玉米秸秆炭的农业利用预期效应较好,农业价值较高。

稻类秸秆高温炭化焦炭的特性研究

利用自制的高温炭化试验装置在不同最终炭化温度下制备稻秆和稻壳焦炭,研究了稻秆和稻壳焦炭电阻率的变化规律,分析稻秆和稻壳焦炭微观形态、化学成分、官能团分布等与电阻率之间的依变关系.当最终炭化温度从400.℃升高到1.400.℃时,稻秆和稻壳焦炭的电阻率分别从∞减小到0.40.Ω.cm和从∞减小到1.49.Ω.cm.在900.℃以上时,焦炭微观结构与温度关系不大,而随秸秆种类不同而差异较大;稻秆焦炭外表面为层叠的不规则薄片;稻壳焦炭外表面为规律排列的瘤状凸起结构,这使得其在一定压力下难以紧密压实,增大了体积电阻率.对焦炭中的特征官能团分析表明,随着温度的升高,焦炭中C=C峰值增加,而C—O键、O—H键的特征峰值减小,另外,当最终炭化温度从900.℃升高到1.400.℃时,稻壳焦炭中的C/O原子数比从21升高到695,两者相互呼应.

活性秸杆炭素吸附-化学氧化法在印染废水处理中的应用研究

介绍了硫酸活化秸杆炭黑制备活性秸杆炭素与化学氧化法结合处理印染废水的反应机理及处理效果。实验结果表明,用该法制备的活性炭素可使印染废水的脱色率达到100%。活性炭素吸附-化学氧化法可使原水的CODCr从1632mg/L降至32mg/L,CODCr的去除率达到98%。该法具有成本低、操作简便、处理效果好的优点。

农作物秸秆炭理化特性分析

选取新疆南疆极旱地区当年的3种农作物秸秆炭为研究对象,采用生物质原料测试方法研究了秸秆炭的理化特性。结果表明,3种秸秆炭的含水率均在10%左右,易于加工成型;稻秸炭的堆积密度最大;3种秸秆炭的堆积角均较大,属于流动性较差的物料;棉秆炭的外摩擦系数最大;棉秆炭发热量和固定炭含量最高;玉米秆炭挥发分最高。

‘烟紫337’紫薯优质高产栽培技术研究

通过对‘烟紫337’紫薯进行有机栽培试验,研究覆膜和施用农作物秸秆炭对其商品性和产量的影响。结果表明:农作物秸秆炭对紫薯有增产和减少虫害的作用,覆膜能有效防止虫害,但是施炭和覆膜也会导致藤蔓生长过旺,以致影响产量。

水稻秸秆炭不同用量对黄瓜育秧的成苗及产量特征的影响

为解决秸秆去向,把秸秆制成生物炭,在黄瓜生产中施用生物炭,对改良土壤有很好的效果.以纯土、纯基质(耶渣)为对照,土∶秸秆炭分别为5∶1、10∶1、15∶1的配比制作营养土,开展盆栽试验进行相关研究.结果表明:施用秸秆炭处理2(土∶秸秆炭为5∶1)土壤孔隙度增加32.19%,土壤容重降低31.34%,土壤抗张力强度减少,有利于种子萌发;黄瓜苗株高、茎径、真叶数与秸秆炭用量成正相关,瓜形与秸秆炭用量成反比;各处理产量大小依次为:处理2>处理3>处理4>处理1,产量随秸秆炭用量增加而增加,与纯基质相比,纯基质产量最优,但基质生产的成本远远高于秸秆炭配比基质.秸秆炭有利于黄瓜生产,同时解决了秸秆的去向问题,是循环农业发展的方向之一.

秸秆木炭生产方法研究

主要研究了以农作物秸秆为原料生产成型木炭的方法,以秸秆为原料考察了碳化过程温度和时间对碳化产品的影响,得到了碳化时间为5 h,碳化最终温度400℃为最佳条件。碳化产品经粉碎,添加末煤及添加剂后压制成型,得到固定碳为68%以上的秸秆木炭。

蚯蚓粘液-秸秆炭共同作用对生活污泥堆肥中重金属的影响

生活污泥中富含的重金属限制其资源化利用,为钝化重金属活性,降低污泥毒害效果和提高其利用价值,以40 mL蚯蚓粘液和2%、4%、6%、8%秸秆炭为添加剂对2 kg污泥进行堆肥,研究粘液、粘液协同秸秆炭添加对污泥堆肥后重金属变化的影响。结果显示,与对照组污泥堆肥相比,粘液堆肥污泥后pH升高1.42%,总氮、总磷含量降低7.87%、14.18%(P<0.05);而粘液协同秸秆炭堆肥污泥后,污泥逐渐呈碱性,电导率提升5.71%~9.58%(P<0.05),有机质含量升高7.71%~24.60%(P<0.05),丰富了堆体中可溶性离子和有机物含量,但总氮、总钾含量分别降低19.10%~30.95%、7.87%~14.31%。在添加粘液对污泥堆肥后,重金属总量均表现出下降趋势,Ni、Zn、Pb的较活泼形态向难以降解的残渣态转化,使残渣态所占比例较CK处理分别升高61.81%、120.19%、72.51%;当添加粘液和秸秆炭对污泥堆肥后,重金属总量继续表现出下降趋势,碳酸盐结合态Ni和Pb、铁锰结合态Pb、可交换态Zn逐步向稳定的残渣态转化,而有机结合态Cu却向可交换态和残渣态转化,钝化了堆肥污泥中Ni、Zn、Pb,活化了Cu。最后根据分析得出结论,粘液协同秸秆炭改变污泥中pH来影响重金属Ni、Zn、Pb、Cu有效态,粘液+8%秸秆炭处理对污泥重金属的影响较为理想。

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。