微藻在农业可持续发展中的应用研究进展

近年来,饲料、饵料产量不足和化肥、农药大量施用带来的环境污染问题给农业可持续发展带来了巨大挑战。微藻因其含有能够促进动植物生长、提高农产品品质的营养元素和生物活性物质,且能同化氮、磷等污染物,被广泛应用于农业种植业、畜禽业和水产养殖业。该文系统总结和分析了微藻在土壤改良、农作物保护、直接刺激农作物生长、畜禽和水产养殖废水处理、饲料和饵料等领域的应用现状、特征和环境与经济效益,以及面临的机遇和挑战。分析发现,通过优化微藻培养技术降低其规模化应用的采收成本和提高其对污染物的去除效率,系统增强其在农业应用中的经济价值和可持续性,为农业可持续发展提供科技支撑是未来微藻研究的重点关注方向。

电絮凝—超滤组合工艺处理设施农业营养废液的试验研究

设施农业营养废液具有氮和磷营养元素含量高、碳元素少、病原菌多的特点,直接排放会污染环境、影响生态平衡,因此排放前需经过适当净化处理。为此,采用电絮凝—超滤组合工艺对设施农业营养废液进行处理,重点研究了电絮凝—超滤组合工艺对营养废液中污染物的去除效果,同时考察了电流密度和电解时间对处理效果的影响。结果表明,电絮凝—超滤组合工艺对大肠杆菌、总磷、总氮和总有机碳(TOC)都有一定的去除效果,在电流密度为1.78mA/cm2、电解时间为30min、超滤压力为0.16 MPa的条件下,其去除率分别为99.88%、99.76%、47.59%、28.72%。因此,电絮凝—超滤组合工艺对设施农业营养废液有较好的处理效果。

农业废弃物资源化梯次利用低碳模式研究

将农业废弃物分为畜禽粪便和农作物秸秆两大类。在参考国内外农业废弃物资源化梯次利用模式的基础上,深入分析安徽阜阳和上海崇明城桥镇农业废弃物资源化利用现状,绘制出区域农业废弃物沼气工程全产业链物质流梯次循环利用和农作物秸秆还田资源化循环利用2个低碳模式图。前者以农业废弃物联合厌氧发酵技术为核心,形成生物天然气能源产业系统,系统内碳、氮、磷营养梯次回收利用、种养结合能肥联产物质资源化循环利用模式;后者综合考虑了秸秆还田的优势和不足,形成了以稻麦轮作秸秆适当还田资源化梯次利用模式。

丙烯腈废水处理技术的研究进展

介绍了丙烯腈废水的来源及其危害,并叙述了目前国内外丙烯腈废水处理技术的研究进展。通过对比各种处理技术的优缺点,从废水资源化的角度,对丙烯腈废水的处理方法提出了一些建议和展望。认为可将物理法、化学法、生物法3类方法相结合,优缺点互补,组成物化法、生化法或物化生联用法。

含钼废水处理技术及其机理研究进展

钼是动植物体内必不可少的微量元素,但摄入过多会产生不良后果,中国许多地区已出现不同程度的钼污染。综述了含钼废水的主要处理技术化学沉淀法、离子交换树脂法、吸附法、膜分离法和生物法的去除效果、影响因素及去除机理等。最后总结了以上技术的优缺点,并展望了未来的发展方向,以期为含钼废水的处理提供借鉴。

光伏发电技术在温室中的应用形式研究

因土地资源限制、常规化石能源污染环境和设施农业迅速发展等原因,太阳能光伏发电技术与温室的结合得到广泛应用。为了探究太阳能光伏组件的铺设对温室内部环境的影响,总结归纳了国内外学者对不同种类的光伏温室在光伏覆盖面积和排布形式方面的研究成果,得到晶体硅光伏温室覆盖率20%和非晶硅光伏温室覆盖率30%左右时对温室内作物生长影响较小,适当的光伏覆盖面积还可以提升作物的品质,并且在炎热的夏季能够起到很好的遮阳效果。在文献研究基础上,创新地将薄膜光伏电池用于温室外遮阳系统,并且通过可旋转的光伏遮阳板,根据温室对光的实时需求自由调节遮光率。

基于农业废弃物的水热炭制备及其吸附性能的优化

本研究采用水热炭化法将农业废弃物黄竹竹粉、玉米秸秆、甘蔗渣和牛粪转化为高吸附性能的炭材料,并通过预处理提升其吸附性能,以有效处理印染废水。试验结果表明,黄竹竹粉炭、玉米秸秆炭、甘蔗渣炭、牛粪炭对罗丹明B的去除率分别为84.12%、65.45%、72.43%、70.12%,对亚甲基蓝的去除率分别为87.12%、66.80%、76.41%、72.30%。碱预处理后,生物炭的吸附性能显著提升,其对罗丹明B和亚甲基蓝的去除率分别可达88.01%、89.40%。

沼气发酵池动态热负荷特性研究

温度是影响沼气发酵产气率的关键因素,发酵池的热负荷是沼气工程加温系统设计与选型的基础,关系到发酵系统的稳定运行与加温系统的经济性。精确计算出发酵池热负荷,有利于将加温系统供能侧与发酵池需能侧匹配,并探索出加温系统的最佳系统配置和运行策略,以降低能耗和成本。在分析沼气工程发酵设备物理和数学模型基础上,采用逐时累加法计算发酵池围护结构散热量,得到发酵池热负荷的全年动态变化规律,将稳态算法的时间步长由1个月缩短到1 h,提高了计算精度。研究结果表明,在(25±1)℃、(30±1)℃和(35±1)℃3种不同工况下,热负荷的模型计算结果与试验测量结果相对误差分别为-5.98%、3.93%和5.39%,对于沼气工程保温和增温设计具有一定的理论意义和参考价值。

太阳能热泵沼气工程供能系统分析与优化

通过对太阳能热泵沼气工程供能系统进行分析,找到能量利用薄弱环节;利用Matlab软件对系统状态参数进行变量非线性最优化问题求解,得出提升系统效率的具体措施与方法,并进行了验证性实验,同时研究了个别状态参数和设备性能参数对系统效率的影响。结果表明:优化后可将系统效率从18.44%提升至28.99%。状态参数(蓄热水箱温度t v)以及性能参数(热泵系统CCOP(year)和集热器效率ηcol)对系统的效率影响很大,其中蓄热水箱水温提高1℃,系统效率将提高0.58%;CCOP(year)值每提高一个单位值,系统效率将提高5.94%;集热器效率ηcol值提高一个百分点,效率将提高0.045%。

甲酸用途与生产的研究进展

综述了目前甲酸的用途和生产工艺,并提出了其最新发展趋势,旨在为今后甲酸的应用与生产提供依据。

太阳能-地源热泵式沼气工程加温系统TRNSYS模拟

利用TRNSYS软件对太阳能-地源热泵式沼气工程加温系统进行仿真模拟,得出该系统某一典型天和全年能量利用效果:在冬季最冷的典型一天,总供热包括热泵耗电量、水泵耗电量、地埋管和集热器总集热量共225.52 MJ/d;总耗热包括沼气池维护结构散热和加温料液负荷共208.57 MJ/d。除去无供热效果的水泵耗电部分,能量输入和沼气池热负荷基本趋于平衡;系统全年共消耗热量46 657.32 MJ,可再生能源(太阳能和地热能)提供74%;其中,太阳能热利用贡献63%,地热能贡献37%,表明该加温系统可高效利用可再生能源。系统全年向地下蓄热总量为7 630.99 MJ,吸热总量为12 954.81 MJ,蓄热量虽不能完全满足供热量的需求,但可以在一定程度上缓解土壤的冷热失衡。

网络经济对我国国民经济发展的影响研究

网络技术自从面世以来得到了飞速的发展,如今已经成为了人们生产生活中不可缺少的重要部分,无论是日常的生活娱乐还是一些重大的经济管理,都与网络技术密切相关。网络经济是指依托于网络而发展起来的第三产业经济,近年来随着网络技术的发展网络经济已经成为了国民经济中极为重要的一部分,本文就此详细的探讨了网络经济对我国国民经济发展的影响。

厌氧发酵池搅拌强度控制及有效性预测研究

总结了厌氧发酵过程中搅拌作用的发挥,从而论证了搅拌的必要性。阐述了过度搅拌对发酵的抑制,进而提出了临界起始强度和临界时间强度概念,结合对搅拌强度的定量化分析手段,对搅拌强度进行控制。提出可以利用一些搅拌设备性能的评价性指标对搅拌效果进行预测,而后利用LDA、ERT、CFD技术手段描述实际的流场情况,对搅拌效果进行检验,从而提供了由控制到预测,再从预测到检验的搅拌方案制定的方法学基础。

基于现有专利的土壤重金属修复技术综述

本文综述现阶段主要的土壤重金属污染修复技术,并利用中国知网的中国专利数据库和国家知识产权局专利检索系统、文献调查法,采用主题词检索,从重金属污染修复的技术类型出发,分析了中国土壤重金属污染修复技术的专利申请与授权状态。

丙烯腈实际废水水热碱催化产有机酸的试验研究

含氰废水是一类毒性巨大的工业废水,但其中含有大量有价值的化工原料,而现有处理方法难以实现该废水的资源化利用。在对丙烯腈实际废水水质及主要有机组分进行分析的基础上,对其进行了水热碱催化产有机酸试验,并对反应条件进行了优化。结果表明:最适反应条件为反应温度300℃、反应时间90s、NaOH初始摩尔浓度1mol/L。在此条件下,产物中丙烯酸、乙酸、甲酸分别为13 300、9 400、19 800mg/L,说明水热碱催化可有效实现丙烯腈实际废水的资源化。

不同厚度生物降解地膜在崇明生态岛“两无化”稻田中的降解特性研究

2020年6—12月,在崇明生态岛“两无化”水稻种植基地进行大田实验,检测并分析了生物降解地膜的微观形貌、化学结构、相对分子量,探究不同厚度生物降解地膜的降解以及物理化学性质的变化。结果表明:随着覆膜时间延长,不同厚度的生物降解地膜表面均出现孔洞且数量逐渐增多;生物降解地膜中聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)可能发生了诺里什Ⅱ型反应,导致高分子材料分子链的断裂;生物降解地膜相对分子量均先增后减,地膜中高分子在稻田环境中发生了的断裂、重组、分解,形成分子量相对较小的降解物;覆膜135 d时厚度为0.0100、0.0090、0.0085 mm的生物降解地膜的数均分子量分别比初始下降了15.32%、28.54%、22.88%,重均分子量则分别下降了17.00%、21.73%、16.21%。

电絮凝法去除微污染水中氨氮的研究

考察了不同反应条件下，电絮凝法对微污染水中氨氮的去除效果及其影响因素，并探究了反应机制。结果表明：电絮凝法对于微污染水中的氨氮有较好的去除效果，且去除率随着电流密度和电解时间的增加而提高；初始pH过高或者过低都不利于氨氮的去除，在弱碱性时去除效果最佳；静沉时间对去除率的影响甚微。在电流密度为3．42mA／cm2、电解时间为30min、初始pH为7．O～9．0、静沉时间为20min的条件下，电絮凝法对微污染水中的氨氮具有最佳去除效果。

铁炭微电解法去除青霉素类抗生素的研究

药物滥用及医药废水滥排引发的水污染问题日趋严重,其中作为抗生素大类的青霉素残留处理引起人们广泛关注。将阿莫西林、氨苄青霉素和青霉素G钠3种典型青霉素类抗生素作为处理对象,考察了反应时间、初始pH、曝气条件及铁炭质量比对其去除效果的影响。结果表明,在pH=3、铁炭质量比为2∶1、温度为25℃、持续曝气360 h的条件下,3种青霉素类抗生素的去除率分别达到61.90%、82.49%和97.03%。通过设置对照实验探究反应过程,结果发现,在降解过程中起主要作用的是电化学氧化还原,其次为活性炭的吸附和Fe(OH)_3的混凝。

碱催化促进Ni-W/β分子筛催化剂氢解纤维素产1,2-丙二醇的研究

为提高纤维素催化氢解产醇类产物中1,2-丙二醇(1,2-PG)的收率,采用等体积浸渍法制备了以β分子筛为载体负载Ni和W的催化剂。结果表明,当7Ni-20W/β分子筛作为催化剂时,在240℃反应温度和6.0 MPa H_2的条件下反应30 min后,纤维素实现完全转化,1,2-PG和乙二醇(EG)产率分别达到19.3%和45.3%;不同于其他载体催化剂,β分子筛可以明显提高1,2-PG选择性。当不同碱催化剂加入到Ni-W/β分子筛催化剂反应体系后,可以进一步提高1,2-PG的选择性。尤其是当加入Ba(OH)_2后,1,2-丙二醇产率从19.3%提高了32.5%。为了探究碱催化剂在反应中的作用,以葡萄糖为底物进行了一系列的碱催化反应。结果表明,碱催化剂主要作用是有助于将葡萄糖异构化为果糖,从而促进纤维素转化为1,2-PG。催化剂在两次回收重复利用之后1,2-PG的收率只下降3.9%,乙二醇产率收率下降4.1%。

纳米零价铁对水中W(Ⅵ)的去除研究

采用液相还原法制备纳米零价铁(nZVI),用于去除水中的W(Ⅵ),考察了nZVI的质量浓度、W(Ⅵ)的初始质量浓度、磷酸根(PO_4^(3-))对去除效果的影响,并对反应产物进行表征。结果表明,当nZVI的质量浓度为0. 3 g/L、W(Ⅵ)的初始质量浓度为20 mg/L时,去除效果最好。投加不同摩尔浓度PO_4^(3-)会改变W(Ⅵ)的去除效果; W(Ⅵ)被nZVI还原为W(Ⅴ),还原产物W(Ⅴ)的质量分数随着PO_4^(3-)摩尔浓度的增加呈现递减趋势;少量PO_4^(3-)存在会改变nZVI的链状结构,当PO_4^(3-)∶W(Ⅵ)=10∶1(摩尔比)时,nZVI的"核-壳"结构保存完整,这是因为PO_4^(3-)会在n ZVI表面竞争吸附位点并在其表面形成Fe3(PO4)2,抑制nZVI对W(Ⅵ)的去除。