添加铁氧化物和活性炭对玉米秸秆两相厌氧消化性能和微生物学特性影响研究

为了提高玉米秸秆厌氧消化性能,将铁氧化物(Fe2O3,Fe3O4)和活性炭分别添加到玉米秸秆两相厌氧消化系统中的酸化相和甲烷相进行试验。结果表明,在酸化相和甲烷相中分别添加Fe3O4粉末和活性炭粉末(PAC)的试验组效果最佳。Fe3O4粉末添加到酸化相后,挥发性脂肪酸(volatile fatty acids,VFAs)与乙醇的总含量比对照组中两者的总含量提高了25.4%。酸化结束后加入活性炭粉末继续进行甲烷化试验,玉米秸秆累积产甲烷量达到7965 mL,比对照组提高了27.8%。与对照组相比,添加Fe3O4粉末和活性炭粉末试验组的t 80(累积产甲烷量达到总甲烷产量的80%所用的时间)缩短了8 d,电导率提高了33.3%。从微生物群落角度分析,在Fe3O4+PAC试验组中,细菌优势菌属为Clostridium_sensu_stricto_1,古菌优势菌属为Methanobacterium,可以提高H 2利用率并且促进厌氧过程中的直接种间电子传递(direct interspecies electron transfer,DIET)。因此,Fe3O4粉末和活性炭粉末的添加可以有效提高玉米秸秆厌氧消化产甲烷潜力。

KOH预处理玉米秸秆与猪粪混合厌氧消化过程中性能参数变化规律研究

为了探究KOH预处理玉米秸秆与猪粪厌氧消化过程中性能参数的变化规律,采用间隔卸料的方式在中温条件下进行厌氧共发酵,结果表明:预处理玉米秸秆与猪粪混合后可以改善产气性能,提高厌氧消化效率。经KOH预处理后的玉米秸秆与猪粪混合原料的产气高峰比未预处理的玉米秸秆与猪粪混合原料的产气高峰提前了3~6 d,产气速率和累积甲烷产量分别比未预处理组提高了9.6%~65.6%和13.8%;预处理可使原料消化更彻底,有机物去除率达到71.1%;修正后的Gompertz方程能较好地反映厌氧消化产甲烷过程,其中预处理组的产甲烷率速率(基于挥发性固体含量)比未处理组提高了8.8%。因此,采用KOH预处理玉米秸秆可以提高混合厌氧消化的产甲烷性能。

预处理温度对玉米秸秆暗发酵制氢性能的影响

为了比较不同预处理温度对玉米秸秆暗发酵制氢性能的影响,在不同温度(40、80、120、160℃和200℃)下,采用1%H2 SO4和2%NaOH两种试剂分别对玉米秸秆进行预处理,再进行中温暗发酵实验,接种物来源于以猪粪为原料的厌氧消化后的沼液。结果表明:最佳的预处理条件为80℃下,采用1%H 2 SO4对玉米秸秆预处理60 min,其单位总固体(TS)产氢量达到27 mL/g,比未预处理玉米秸秆提高了56.27%,且最大产氢速率最高可达到15.42 mL/h,比未预处理玉米秸秆的最大产氢速率提高了83.57%。玉米秸秆产氢最适宜的pH值范围为5.0~5.5,不同预处理温度会对产酸量和产酸的组分造成影响,发酵类型均为丁酸型发酵。因此,预处理温度是影响暗发酵制氢性能的一个重要因素。

我国典型湖泊磷浓度对水体指标及蓝藻水华爆发趋势的潜在影响--基于Meta分析

水体富营养化可引发蓝藻水华,对水生态环境和饮用水的安全产生严重危害,揭示蓝藻水华的发生机理和变化规律是防治的基础。基于1989-2019年公开发表的相关研究,提取583对有效数据,利用Meta分析了我国典型湖泊中磷浓度对水体指标及蓝藻水华爆发趋势的影响。结果表明:磷浓度对水体透明度(SD)产生负效应,对溶解氧(DO)含量、高锰酸盐指数(CODMn)和叶绿素a(Chla)含量产生正效应。随着磷浓度的增加,上述4种指标呈现不同的变化趋势:磷浓度对DO含量的正效应逐渐转变为负效应,在磷的质量浓度为0.2~0.3 mg/L时负效应最大(亚热带季风气候);对SD的负效应随磷浓度的增加先增大后略有减小,在磷的质量浓度为0.1~0.2 mg/L时负效应最大;CODMn和Chla含量对磷浓度的响应趋势基本相似,在亚热带季风气候条件下,磷的质量浓度分别为0.2~0.3 mg/L和>0.3 mg/L时二者的正效应最大。此外,与温带季风气候地区相比,在磷的质量浓度为0~0.1 mg/L时亚热带季风气候地区的湖泊水质更容易受磷浓度的影响,蓝藻水华爆发的风险相对较高。

贵金属催化剂上氢气选择性催化还原NO_(x)

NO_(x)的控制对于改善大气环境质量具有重要意义,而氢气选择性催化还原(H_(2)-SCR)NO_(x)作为一种高效环保的脱硝技术而备受关注。本文总结概述了近年来贵金属催化剂在H_(2)-SCR脱硝反应中的研究进展,首先介绍了H_(2)-SCR反应机理,在此基础上分别论述了影响贵金属催化剂性能的因素(如活性组分、载体类型、助剂添加及组分存在形式等)及催化剂结构与性能的构效关系。最后,针对目前存在的问题展望了H_(2)-SCR脱硝未来的发展方向。

猪粪在管道抽吸过程中的非牛顿流体流动阻力特性

为解决高浓度猪粪收集转运等过程涉及的基础性技术问题,以不同浓度猪粪为研究对象,探讨了含固率、真空度、管径及自然放置时间等参数对管道抽吸流量和非牛顿流体流动阻力特性的影响。结果表明:猪粪含固率由2%增加到20%,其流变指数由0.9523降至0.3004,抽吸流量随猪粪含固率增加而减少;抽吸流量与管径呈幂指增长关系,当猪粪的非牛顿流体特性增强时,管径是影响管道黏性阻力的重要因素;抽吸流量的平均降低率随自然放置时间不断增加,15 d后降低率为8.3%,25 d后达到26.2%;对于管道抽吸猪粪而言,高含固率(>16%)条件下实验范宁摩擦因子快速变大,说明此时不再适合抽吸;管道流动特征表现为高范宁摩擦因子(0.0066~3.0200)和低雷诺数(10~2435)的层流特征。以上研究结果可为畜禽粪污环保处理等相关领域提供参考。