生物质电厂灰与硅肥组配对水稻Cd吸收的影响

以生物质电厂灰和硅肥为供试肥料,在常规施肥基础上研究了单施生物质电厂灰(BFA)、单施硅肥(Si)、生物质电厂灰与硅肥组配施用(A-Si)对水稻各部位镉(Cd)含量以及各部位对重金属Cd的生物富集系数和转运系数。结果表明:与空白对照(常规施肥,不施生物质电厂灰和硅肥)相比,A-Si处理的稻米Cd含量下降了59.5%;同时,A-Si处理下稻米和叶片对Cd的富集系数最低,根对Cd的富集系数最高;而且,该组配处理能有效降低Cd从茎秆向稻米的转运,从而有效减少Cd在稻米中的累积;而单独施用生物质电厂灰不利于稻米Cd的降低和稻草Cd的富集,对Cd的阻控效果不佳。

改性生物质电厂灰钝化修复南方镉污染土壤及其长效性研究

选取我国南方生物质发电厂的灰渣为原料,经物理和化学改性制成重金属钝化剂,针对我国南方重金属Cd污染的土壤开展钝化修复研究.底灰中Cd等重金属含量明显低于其对应的飞灰,这是选择底灰作原料的重要原因.用其制备的BFA型钝化剂在水中对Cd的吸附量可达16mg/g以上.室内盆栽试验中,添加土壤干重1%的钝化剂,第一季稻米Cd含量降低80%以上,从超标2.8倍降至达标;第二季小麦籽粒Cd降低70%,从超标0.9倍降至达标.在我国南方Cd重度污染的农田中开展的原位修复试验表明,添加1%的钝化剂,稻米和小麦籽粒中Cd降低70%～90%,其中稻米Cd持续降低,2017年降低率相较2016年继续提升10%～20%,最终从超标20倍降至达标;Ni降低60%以上,且保留有益的Cu、Zn元素不受明显影响;此BFA型钝化剂还能促进作物生长,第一季稻米产量提高40%～60%,第二季仍有一定的增长效果.综合安全性考虑,我国南方生物质电厂的灰渣重金属含量很低,经过改性加工可制成安全高效的重金属钝化剂.可为钝化修复我国南方重金属污染农田提供一种经济有效的方法,也为现阶段难以处置的灰渣提供一个重要的利用途径.

利用改性生物质电厂灰钝化修复北方Cd污染土壤的试验研究

为钝化修复我国北方Cd污染农田提供一种经济有效的方法,选取我国北方生物质发电厂的灰渣为原料,经改性制成重金属钝化剂,开展等温吸附试验、盆栽试验和原位修复试验的研究。研究结果表明:制备的钝化剂在水中对Cd的吸附性能高于粉煤灰,最大吸附量达10 mg·g-1以上;且中性条件下,沉淀量对总吸附量的贡献率不到30%。盆栽试验中,添加土壤干重3%的钝化剂,稻米Cd降低80%以上;添加2%的钝化剂,小白菜叶Cd降低90%以上。原位试验中,添加1%的钝化剂,玉米根Cd降低53.5%,Pb降低64.4%,产量增加20.5%;添加2%的钝化剂,小麦籽粒Cd降低33%,产量增加72.5%。基于我国北方生物质电厂灰渣制备的钝化剂,主要化学成分为硅、钾、钙等生物有益元素,重金属安全风险很低。

固体生物质燃料灰成分测定方法的研究

基于固体生物质燃料灰成分组成与煤灰成分相类似的特点,参照国家标准GB/T 1574并结合欧盟标准DD CEN/TS 15290,提出固体生物质燃料灰成分测定的试验方案,对选择的测定方法进行了可行性和精密度评估,为制定固体生物质燃料灰成分测定的国家标准作技术准备工作。

虉草热值与灰分动态变化研究

通过对虉草的热值和灰分进行测定,探讨虉草热值和灰分的动态变化及二者之间相关性。结果表明,虉草干重热值呈现双峰的变化趋势,峰值分别出现在孕穗期和成熟期;虉草灰分含量随物候期呈现先降低后升高的变化趋势,成熟期灰分含量最低;去灰分热值随着生育时期推迟呈现逐渐降低的变化趋势,其顺序为孕穗期>抽穗期>盛花期>成熟期>果后营养期>枯黄期;各生育期干重热值与灰分含量之间均表现为负相关关系,其中抽穗期表现为极显著线性负相关(P<0.01),孕穗期和果后营养期表现为显著线性负相关(P<0.05),盛花期、成熟期和枯黄期相关性不显著。

基于改良剂复配的离子型稀土矿渣生态修复试验研究

为解决离子型稀土浸矿废渣结构松散,难以生长植被,酸化加剧的问题,从增强保水渗透性、提高有机质含量和pH中和3方面对矿渣进行改良。通过添加聚丙烯酰胺(polyacrylamide,PAM)、腐植酸或腐熟鸡粪、生物质电厂灰3种材料来实现上述目的。盆栽试验表明:改良后矿渣上种植黑麦草的平均干重和株高,矿渣pH均得到了不同程度的提高,腐熟鸡粪相较腐植酸更有优势,生物质电厂灰可将原酸性矿渣改良至接近中性。通过研磨物理改性后,矿渣粒径从150μm降低至100μm,但研磨实验组黑麦草的平均鲜重和株高均低于原矿渣试验组,其中鲜重降低18.52%,株高降低3.90%。改良剂复配正交试验中,黑麦草生长状况均优于对照组,试验所得黑麦草的最佳生长条件下的改良剂及其添加水平为:0.01%PAM、1%腐熟鸡粪和1%生物质电厂灰。以此为离子型稀土矿渣生态修复治理基质改良提供参考。

固体生物质燃料灰分自动测定装置的研制

近年来在传统能源日益短缺,环境污染日益严重的背景下,固体生物质燃料成为新能源开发利用的一个重要途径,固体生物质燃料的检验工作量也日益加大。GB/T 28731-2012《固体生物质燃料工业分析方法》中规定的固体生物质燃料灰分测定方法工作量较大,且需要检验人员时刻关注炉温及时间变化,效率较低。而市面上现有的智能马弗炉中慢灰功能是针对GB/T 212-2008《煤的工业分析方法》中煤炭灰分的测定而设计的,与固体生物质燃料的灰分测定方法差异较大。项目的研究内容就是根据GB/T 28731-2012《固体生物质燃料工业分析方法》中规定的固体生物质燃料灰分测定方法设计智能马弗炉中温控的软件及硬件,实现固体生物质燃料灰分的自动测定。

生物质电厂灰水泥胶砂力学性能试验研究

为研究生物质电厂灰作为掺合料的性能,探究电厂灰的发展前景与应用潜力。本次试验采用马尔文3000型激光粒度仪测定电厂灰的粒度分布,使用X射线荧光光谱法(XRF)分析电厂灰的化学成分,并使用生物质灰和纯水泥(对照组)制备水泥胶砂,探究其早期力学性能的变化。结果表明:电厂灰作为掺合料的水泥胶砂早期的抗折、抗压强度都远远低于普通硅酸盐水泥同龄期的强度,3d时的强度比很小,但随着龄期的增加,28d时强度比已大大提高,其趋势也已逐渐接近水泥的抗折、抗压强度。电厂灰作为掺合料的水泥胶砂的抗折、抗压强度不满足规范要求,故不可直接应用于工程中,需对生物质电厂灰再进行一些处理(灼烧、酒精萃取等)后再应用。

三种城市绿化树种针叶热值和灰分含量动态变化研究

通过对3种常绿树种(雪松、樟子松和油松)针叶的热值和灰分进行测定,探讨了植物热值和灰分的月变化及二者之间相关性,以期进一步丰富园林植物热值研究内容,同时为园林植物能用过程中合理利用提供参考。结果表明:3种树木针叶干重热值、去灰分热值和灰分含量均为多峰值变化曲线,且变化趋势基本一致;雪松的干重热值和去灰分热值最大值均出现在4月份,樟子松的干重热值和去灰分热值最大值均出现在12月份,油松的干重热值和去灰分热值最大值分别出现在12月份和4月份;樟子松针叶干重热值与灰分含量之间表现为极显著线性负相关(P<0.01),油松针叶干重热值与灰分之间表现为显著线性负相关(P<0.05),雪松干重热值与灰分含量之间表现为负相关关系但相关性不显著。

腐植酸改性生物质电厂灰固定化微生物修复石油烃污染土壤

以生物质电厂灰为载体,用腐植酸对其改性后,负载石油烃降解菌形成固定化菌剂对原油污染土壤进行修复,其中对生物质电厂灰改性的最佳条件以及固定化菌剂对原油污染土壤的修复效果进行了考察。结果表明:生物质电厂灰改性的最佳条件为:电厂灰粒径10~40目,固液比1∶1,改性时间4 h,改性后孔状结构增多且表面粗糙,有利于微生物的附着,固定的微生物数量可达1.5×10^9 CFU/g。进行60 d的修复后,固定化菌剂对污染土壤中石油烃的降解率达到51.9%,比游离菌提高了25.0%,对长链正构烷烃、芳香烃及胶质的降解率分别提高了9.6%、31.7%和37.5%。固定化生物质电厂灰的应用使石油烃降解菌得到保护和支撑,提高了土壤基础呼吸速率和土壤酶活性,实现了石油烃的高效降解。因此,腐植酸改性生物质电厂灰是一种在石油污染土壤修复方面具有应用潜力的微生物固定化材料。

碱熔联合水热改性生物质电厂灰高效吸附多种重金属离子

以生物质电厂灰(biofuel ash,BFA)为原料,采用碱熔联合水热技术对BFA进行改性,制备地质聚合物-沸石复合材料,利用SEM、XRD、FTIR等技术对改性前后的BFA进行表征,并研究了改性BFA(MBFA)对Cd^(2+)、Zn^(2+)、Cu^(2+)和Pb^(2+)离子的吸附性能。结果表明:MBFA的比表面积、孔体积显著提高;拟一级和拟二级动力学模型均能较好地描述MBFA对Cd^(2+)、Zn^(2+)、Cu^(2+)和Pb^(2+)的吸附过程(R^(2)>0.9375),说明同时存在物理、化学吸附;温度为298 K时,Langmuir方程和Freundlich方程对Cd^(2+)、Zn^(2+)、Cu^(2+)吸附等温线均达到较好的拟合度(0.9223<R^(2)<0.9982),而MBFA对Pb^(2+)的吸附过程更符合Langmuir方程,根据Langmuir模型的拟合结果,MBFA对单一溶液中Cd^(2+)、Zn^(2+)、Cu^(2+)和Pb^(2+)的吸附量分别为71.26,53.52,54.05,279.48 mg/g,高于大多数硅铝酸盐吸附剂;MBFA对重金属离子的吸附受到共存金属离子的干扰,竞争吸附的顺序为Pb^(2+)>Cu^(2+)>Cd^(2+)>Zn^(2+)。