厨余垃圾厌氧消化国际研究趋势的文献计量分析

为了深入了解厨余垃圾厌氧消化相关研究的全球状况和前沿动态,利用Web of Science引文数据库,以厨余垃圾厌氧消化等作为主题检索词,对1994—2018年该库收录的相关文献进行了计量分析。结果表明:统计时间范围内,中国发文量居榜首,而且发文量增长最快。研究机构中,清华大学、中国科学院、同济大学的总发文量位列前三。环境科学与生态学、工程学、能源与燃料是厨余垃圾厌氧消化发文量最多的主流领域。通过对关键词的分析,产甲烷、共消化、微生物群落、挥发性脂肪酸、生命周期评价和预处理等在未来的研究中有继续成为研究热点的趋势。

钢铁行业半干法脱硫副产物资源化利用

随着钢铁行业快速发展,环保减排也越来越严格。针对半干法钙基烟气脱硫后副产物回填或堆放而污染环境的问题,探讨了其高效资源化利用途径。通过对比脱硫副产物在水泥缓凝剂、矿渣微粉添加剂、保湿型干混砂浆、烧结、蒸压砖等方面应用的优缺点,认为利用钙基脱硫副产物制备建筑材料是一个较好的选择。同时,以硫酸钙和亚硫酸钙稳定性为研究点,提出了对其进行改性的方法。

园林废弃物对滨海盐渍土固碳减排效应与微生物群落结构的影响

为了探讨发酵园林废弃物对盐渍土性质的影响及其固碳减排效应,利用大田试验,设置发酵园林废弃物施用(T1)、混施膨润土(T2)与对照(CK)3组处理。通过土壤pH、EC、总孔隙度、饱和导水率、速效氮磷钾、有机碳储量变化(ΔSOC)、微生物量碳(MBC)、细菌与真菌群落结构揭示其变化规律。结果表明:园林废弃物堆肥相比于传统焚烧处理可减少53%碳排放,发酵园林废弃物的施用可使ΔSOC增加5~24倍。T1、T2组处理的土壤容重与EC显著低于CK组,总孔隙度和饱和导水率显著高于CK组。T2的养分含量最高,土壤有机质和速效氮的含量均为CK组的2倍,堆肥与膨润土混施可显著提高土壤养分含量,改良效果显著高于其他处理。发酵园林废弃物的施用还可以改变微生物群落结构,变形菌门、放线菌门、拟杆菌门、绿弯菌门、芽单孢菌门和酸杆菌门为主要的优势菌。真菌中子囊菌门、担子菌门、壶菌门、被孢霉门为主要的优势菌。Pearson相关分析也表明:酸杆菌门和放线菌门与有机碳储量、微生物量碳、土壤养分等呈显著正相关,与土壤盐分、容重呈显著负相关。

电发酵对餐厨垃圾和香菇菌糠高温厌氧消化的影响

为提高餐厨垃圾和菌糠高温共消化的产气性能,设置对照、电发酵、活性炭、电发酵+活性炭4个试验组同时进行高温批式厌氧消化实验,从累积甲烷产量、电化学特性、厌氧消化系统稳定性3个方面探究电发酵和添加活性炭对餐厨垃圾和菌糠高温厌氧共消化的影响。结果表明:与对照组相比,电发酵、活性炭、电发酵+活性炭组的累积甲烷产量分别提高6.2%、7.6%和21.9%,底物的生物降解率分别增加6.4%、7.6%和16.9%,说明电发酵和添加活性炭可以协同促进产气;施加弱电场和添加活性炭均能一定程度上降低游离氨(FAN)浓度,并加快产甲烷菌对VFAs的转化和降解,缓解因发酵体系FAN和VFAs积累导致的产甲烷菌活性降低现象。另外,电发酵、电发酵+活性炭组的伏安特性曲线中有明显的氧化还原峰,进一步说明外加弱电场和添加活性炭可以促进细胞增殖和电子传递过程,加快电化学氧化还原反应的进行,提升厌氧消化系统的稳定性和目标产物的产量。该研究成果为推动微生物学与电化学新兴交叉研究方向的发展,以及餐厨垃圾资源化利用的新途径开发提供了新的参考。

负载Mn型类水滑石结构催化剂同时催化净化NO_(x)和o-DCB研究

采用共沉淀法成功制备了钴铁层状双氢氧化物结构载体(CoFe-LDH),并采用浸渍法负载活性组分Mn经煅烧制备不同Mn负载量的类水滑石结构催化剂——Mn_(x)CoFe-LDO催化剂(其中x为硝酸锰与CoFe-LDH的质量比),探究了催化剂对典型工业尾气中氮氧化物(NO_(x))和含氯挥发性有机化合物(CVOCs)的催化性能,并对催化剂进行XRD、H_(2)-TPR、NH_(3)-TPD及TEM-EDX mapping等表征。结果表明:Mn的加入会极大提高钴铁层状氧化物(CoFe-LDO)的催化性能,其中质量比为0.25的催化剂活性最高,测试温度范围内脱硝率维持在90%以上,且300℃邻二氯苯(o-DCB)的去除率可达到95.4%。在该配比下制备的催化剂活性组分Mn的分散性最好,且表面酸性位数量及氧化还原性能最佳。

钢铁行业二噁英的形成机理及降解方法研究现状

雾霾天气的日益严重使得国家环保部门更加关注大气污染问题,而造成雾霾天气的大气污染物也越来越被熟知并分类治理。在中国二氧化硫和氮氧化物已经进入治理末端阶段,二噁英的治理还处于一个萌芽阶段。二噁英是迄今为止科研领域发现的无意识副产品中毒性最强的化合物之一,对人体的毒性主要体现在伤害的不可逆。介绍了二噁英的形成机理和降解方法,以及此领域的研究现状。同时结合钢铁行业烧结、电炉炼钢等重点工序的生产现状,找到不同流程中可能产生二噁英的机理,针对不同机理找到对应的降解方法。

餐厨垃圾厌氧保存的抑菌效果及机理分析

餐厨垃圾水分和有机物含量高,极易腐败、发臭,严重影响城市环境及其资源化利用。研究了不同保存方式对抑菌效果的影响。研究结果表明:除灭菌保存外,其他3种保存方式下样品中大肠杆菌数量顺序为直接厌氧保存组<乳酸菌厌氧保存组<自然保存组,这与样品保存期间水解酸化产物(有机羧酸和乙醇等)的浓度、乳酸+乙酸在水解产物中占比排序相反。为探究厌氧保存过程中有机酸的抑菌效果,选用大肠杆菌作为腐败菌,开展了牛津杯抑菌实验以及96孔板协同抑菌实验,结果证明,起抑菌作用的物质主要为未电离的乳酸和乙酸分子而非H+;乳酸、乙酸和乙醇的最小抑菌浓度分别为2.5,1.25,35 g/L,且乳酸+乙酸、乳酸+乙醇和乙酸+乙醇的部分抑菌浓度(FIC)指数分别为0.12、0.03和0.22,证明这3种水解产物中两两之间具有协同抑菌作用。