碳材料增强微生物种间电子传递强化餐厨垃圾厌氧消化产甲烷研究综述

餐厨垃圾厌氧消化产甲烷是餐厨垃圾资源化、能源化利用的重要途径,但其有机物互营产甲烷过程易受微生物间接种间电子传递的低速瓶颈和低氢分压限制的影响,导致有机酸累积抑制、甲烷回收效率低,系统稳定性差。近年来大量研究表明,多种导电碳材料可通过介导互营微生物直接种间电子传递(DIET),大幅提高种间电子传递速率,并突破低氢分压限制,强化餐厨垃圾厌氧产甲烷。文章在梳理有机物厌氧消化微生物种间电子传递机理的基础上,总结了活性炭、生物炭、碳布、石墨等多种导电碳材料介导微生物DIET强化餐厨垃圾厌氧消化的最新研究进展,包括碳材料对互营细菌和产甲烷菌种间电子传递、产气滞后期及甲烷产量、有机酸代谢和系统稳定性、厌氧微生物群落结构动态演化的影响。尽管外源碳材料介导DIET强化餐厨垃圾厌氧消化的优异效果已被证实,但碳材料诱导互营微生物间DIET体系建立的机理尚未明确,而且碳材料如何在大型沼气工程中持续稳定发挥功效及其回收利用问题仍未有效解决。在未来的研究中,碳材料诱导下高效DIET功能菌群的构建机制及其工程化应用将是重点研究方向。

蒸汽爆破预处理玉米秸秆与PBAT共混制生物基全降解塑料特性研究

文章将蒸汽爆破预处理的改性玉米秸秆粉/PBAT复合材料与未经蒸汽爆破预处理改性玉米秸秆粉/PBAT复合材料和纯PBAT材料进行了理化特性对比分析。结果表明:蒸汽爆破预处理后改性玉米秸秆粉填充PBAT复合材料比未经蒸汽爆破预处理改性玉米秸秆粉/PBAT复合材料的拉伸强度提高了5.78%,断裂伸长率提高了15.02%,结晶度降低了2.38%;比纯PBAT材料的拉伸强度降低了47.01%,断裂伸长率降低了52.32%,结晶度提高了32.26%。蒸汽爆破预处理前后改性玉米秸秆粉填充PBAT复合材料中发生了酯化反应。通过蒸汽爆破预处理玉米秸秆,与PBAT制成共混生物基塑料,降低了生产成本,提高了产品性能,为玉米秸秆在生物基全降解塑料领域提供了新的应用途径。

省级学会开展科技成果评价工作的做法和实践——以辽宁省可再生能源学会为例

辽宁省科协深入贯彻落实《中国科协所属学会有序承接政府转移职能扩大试点工作实施方案》,尽快形成可复制可推广机制和模式,引导学会主动参与政府购买服务市场,推动形成学会配合政府中心工作,开创科技公共服务的常态化、规范化和制度化格局。本文以辽宁省可再生能源学会为例,从承接科技成果评价的背景、工作模式及取得的成果等方面进行阐述,总结了学会在承接科技成果评价职能过程中的做法和实践。

污泥与木屑共热解特性研究

文章采用污泥、木屑为原料,在氮气气氛下进行热重实验,研究了升温速率和木屑添加量对污泥与木屑共热解特性的影响规律,并进行动力学分析。研究结果表明:随着升温速率的增加,样品挥发分析出阶段向高温方向移动,最大失重速率增加;随着木屑添加量的增加,样品总失重量及最大失重速率均显著增加。动力学分析认为:污泥热解的反应机理为三维扩散,机理函数为Z-L-T函数;污泥与木屑共热解的反应机理为成核和生长,机理函数为Avrami-Erofeev函数。污泥热解活化能为287.29～390.57 kJ/mol,污泥与木屑共热解活化能为170.16～277.05 kJ/mol,木屑的加入降低了污泥的热解活化能。

餐厨垃圾与牛粪联合厌氧消化效率研究

试验对餐厨垃圾（FW）与牛粪（CM）联合厌氧消化效率进行了研究.在初始总固体（TS）负荷为6.7％和中温（35℃）条件下,考察不同的餐厨垃圾与牛粪TS配比（0：1,1：1,2：1,3：1,4：1,1：0）对联合厌氧消化过程的影响.结果表明：FW与CM联合厌氧消化单位VS沼气产量与甲烷含量均明显提高.FW：CM为2时（T3）,沼气产量和甲烷含量均最高,分别为574.15 mL·g-1VS和69.78％.整个厌氧消化过程T1 ～ T5的pH值稳定在6.0 ～8.0之间,未出现挥发性有机酸（VFAs）抑制现象,VFM浓度随着FW的比例增加而升高,FW单独发酵时,VFAs大量累积,第7d时达到35600 mg·L-1.产甲烷菌群利用丙酸转化为甲烷的效率较低,VFAs中丙酸浓度下降的幅度明显低于乙酸、丁酸.厌氧消化过程中T1～T5也未出现氨抑制现象,氨氮浓度整体呈现先迅速升高,后缓慢下降,再缓慢升高的变化规律.在常温沼气工程应用中,初始总固体（TS）为6.7％时,建议FW与CM的TS比为2：1.

猪粪与餐厨废弃物混合厌氧消化工艺优化研究

以猪粪和餐厨废弃物为主要原料,采用统计软件Design-Expert 7.0.0的响应面方法中的Box-Benhken设计模式,分析比较了厌氧发酵过程中两种物料的原料配比、p H、TS浓度3种因素对产气量的影响,拟合出一个三元二次多项式方程。研究结果表明,原料配比与p H的交互作用极显著,原料配比和TS的交互作用极显著,p H和TS的交互作用显著;在试验考察范围内,单个因素对产气量的影响顺序为TS>p H>原料配比。通过对方程的回归分析,得出混合发酵的最优工艺条件:原料配比为1∶1,p H为7.11,TS为10.08%,模型理论预测该条件下产气量为30 459.5 m L。经过模型验证试验,产气量的预测值和实测值的相对误差很小,表明模型拟合良好。

餐厨垃圾厌氧消化工艺研究

为了提高餐厨垃圾的厌氧消化效率,对餐厨垃圾序批式厌氧消化(BT)、半连续厌氧消化(SCT)、固液两相厌氧消化(SLT)进行了比选研究。研究结果表明,SLT生产系统有效提高了厌氧消化效率,单位沼气产量与甲烷含量也都显著提高,SLT,SCT及BT的单位VS最大沼气日产量分别为430,270 m L和150 m L,最高甲烷含量分别为68%,57%和50%;SLT的产酸效率及有机酸利用率均显著提高,有机负荷率较SCT提高50%,能够达到9 g/(L·d)。餐厨垃圾的SLT工艺有机负荷及消化效率较SCT及BT工艺均有大幅提高。

膨化玉米秸秆的酶解糖转化特性研究

对经过机械膨化一次和二次后的玉米秸秆进行还原糖酶解转化特性分析。扫描电镜观察秸秆微观表面结构表明,膨化后秸秆的结构明显松散;X射线衍射测试得出一次与二次膨化后的原料结晶度分别降低14.14%和21.61%;红外光谱分析纤维素、半纤维素与木质素的特征化学基团分析表明,其结构均发生一定变化。进一步的酶解糖化试验得出,一次膨化与二次膨化后的原料还原糖产率分别为0.24g/g和0.29g/g;并应用离子色谱对酶解糖液进行分析,其中葡萄糖占总糖产量的72.12%,木糖占总糖产量的22.63%,计算得出纤维素的糖转化率约为70%,半纤维素的糖转化率约为30%。

氢氧化钾催化木屑热解特性影响研究

为了考察钾盐催化剂对生物质热解特性的影响,实验以木屑为原料,采用浸渍方法加入不同质量KOH,干燥和粉碎后进行热重和热解实验。实验中使用热重分析仪对样品进行热重实验,采用Starink法进行动力学分析,使用自行搭建的固定床热解炉研究热解温度和KOH添加量对木屑热解的影响。热重结果表明,加入KOH后热解温度降低,改变了木屑热解路径,降低了热解失重速率。动力学分析结果表明,加入KOH后使木屑主要热解区间表观活化能降低。热解实验结果表明,加入KOH后,木屑热解产物中热解油产率降低,热解合成气和半焦产率增加。热解产物经分析发现,加入KOH后,热解合成气中氢气含量显著增加,热解油品质有所改善,低KOH添加量对半焦孔隙结构影响较小,高KOH添加量使半焦的孔隙更加发达。

秸秆成型燃料气化气作为车载燃料的试验研究

以改变进入气化炉空气的温度,从而改变当量比的方法研究了秸秆成型燃料气化产出气的成分变化规律。研究结果表明:气化气成分变化明显,热值大幅度提高,达到了改变气体成分的目的。初步研究了秸秆成型燃料气化气作为机动车燃料的适应性和动力性能,着重分析了尾气中CO,HC及NOx的排放规律及主要影响因素。研究结果表明:秸秆成型燃料气化气对汽车发动机有良好的适应性;尾气排放完全符合GB18285-2005的相关规定,其中,CO,HC的排放量仅为排放限值的5.56%和1.11%。

颗粒有机物厌氧消化动力学研究进展

文章系统地探讨了颗粒有机物厌氧消化过程中不同的水解动力学模型及抑制动力学模型。分析了以一级动力学模型为基础的水解动力学模型,其中与微生物增长有关的表面模型和Contois模型对许多有机物的水解都具有较好的拟合性。在微生物浓度很高的条件下,表面模型和Contois模型将转化成一级模型,因此这两种模型被认为是更为通用的模型。有关空间分布模型的研究将对颗粒有机物复杂的水解过程提出新的见解。研究了长链脂肪酸、挥发性有机酸、H2、NH3等中间产物以及pH在厌氧消化过程中可能产生的抑制作用,并对其相应的抑制动力学模型进行了分析。

基于渗滤液回流的干式厌氧发酵研究进展

基于渗滤液回流的干式厌氧发酵技术,为中国沼气事业的高速发展提供了可持续的废弃物处理方法。文章概述了基于渗滤液回流方式的干式厌氧发酵技术的研究进展,对于渗滤液回流的方式、阶段、比例和处理方式进行了比较,探讨了多种渗滤液回流干式发酵典型工艺及工程实例,并概述了干式厌氧发酵过程中优势菌群的特征及转变。研发适合处理我国城镇垃圾和有机农业废弃物的干式厌氧发酵工艺及成套化小型设备,开展基于渗滤液回流干发酵技术的试点工作,并在中央地方补贴等政策制定过程中统筹考虑。

农作物秸秆两相厌氧发酵工艺研究进展

在两相厌氧发酵工艺中产酸相和产甲烷相为2个独立的处理单元,因此该工艺具有一系列的特点和优势,并逐渐受到人们关注。文章结合秸秆类有机物不易降解的特点,介绍了两相厌氧发酵工艺中秸秆的预处理技术、水解酸化过程中工艺参数的控制以及几种两相厌氧发酵反应器的结构特点,并简要探讨了秸秆两相厌氧发酵工艺的研究进展。

高当量比生物质氧气气化试验研究

以固定床气化炉为反应器、秸秆成型燃料为原料、纯氧为气化介质，通过改变进氧气量来调节气化当量比，试验研究高当量比（0．31—0．40）对气化结果的影响。发现随着当量比的增加，气化反应温度逐渐升高、碳转化率和气体产率逐渐增加、产出气热值逐渐降低、产出气中焦油含量逐渐降低。试验结果表明：高当量比生物质氧气气化的方法可行；通过增大当量比的方法提高反应温度，可有效降低产出气中的焦油含量。

牛粪、秸秆混合厌氧发酵制沼气研究

利用自行设计的恒温厌氧发酵装置研究了秸秆和牛粪配比、温度、初始pH对沼气发酵的影响。结果表明,发酵物秸秆和牛粪比例为1∶1时,发酵效果最好,累积总产气量为3 059 ml;温度为45℃时,发酵效果最好,累积总产气量为3 308 ml;初始pH为7.0时,发酵效果最好,累积总产气量为3 857 ml,甲烷含量为55.2%。

生物质流化床气化技术应用研究现状

按所得产品不同,可将生物质气化技术分为制氢、发电和合成液体燃料3大类。文章介绍了生物质流化床水蒸气气化制氢、催化气化制氢和超临界水气化制氢的工艺特点;分析了生物质流化床气化发电的技术、经济可行性;简述了生物质流化床气化合成液体燃料的研究现状;指出气化产出气化学当量比调变、焦油去除问题和合成气净化是生物质流化床气化技术应用的主要瓶颈,认为定向气化是今后研究的主要方向。

餐厨垃圾及其组分一级水解动力学模型研究

基于一级水解模型推导出含有单位可挥发性有机物理论沼气产量(ym,mg/L)与水解常数(k,d-1)组合项的动力学模型,将其应用于餐厨垃圾及其组分在厌氧消化过程中产沼气的特性规律分析,为研究厌氧消化机制提供理论基础。结果表明,除了脂肪厌氧消化拟合的R2为0.899 0,其余的均大于0.9,其中餐厨垃圾的R2为0.992 5,淀粉的R2为0.972 4。说明该模型能很好地反映厌氧消化的实际效果。厌氧消化水解速率依次为淀粉>餐厨垃圾>纤维素>蛋白质>脂肪。淀粉、餐厨垃圾、纤维素的k分别为0.198 3、0.089 7、0.013 9d-1,蛋白质、脂肪的k都小于零。单组分中淀粉lnym+lnk为4.983 6,表现出最好的产沼气特性;其次是蛋白质和纤维素,其值分别为2.157 8、2.046 6;脂肪产沼气特性最差,其值仅为0.902 4,与淀粉相比降低了81.89%;餐厨垃圾lnym+lnk为4.329 6,是淀粉的86.88%,产气特性仅次于淀粉。

秸秆汽提水解碳化预处理装置设计与效果分析

针对玉米秸秆纤维素结构特点,设计1套针对该原料预处理的汽提水解系统装置,阐述该系统和装置的设计原理。用设计的系统和装置处理玉米秸秆并对汽提水解的效果进行测试分析,对玉米秸秆的转化效率等关键参数进行计算。测试得出,预处理后玉米秸秆乙酰丙酸和糠醛的生成率分别为13.20%和11.20%,其纤维素、半纤维素的降解率分别为89.00%、95.20%;与秸秆碳粉进行扫描电镜和红外光谱对比分析显示,原料处理后的微观结构与1600、1510 cm^(-1)木质素特征基团呈现出半碳化的理化特性。

奶酪棒状氧化镁吸附水中重金属锰的效能与机理

以硫酸镁、碳酸氢铵为原料,在无表面活性剂条件下合成了棒状结构碱式碳酸镁前驱体,经高温热解得到多孔奶酪棒状氧化镁(C-MgO)。基于SEM、XRD、FT-IR、TG表征技术分析了其表面形貌、物相组成、官能团组成等物化性能。并探究了C-MgO吸附废水中重金属锰的效能与机理。结果表明,C-MgO展示出5793 mg/g超高的锰吸附能力,优于目前报道吸附材料。此外,动力学研究表明该材料能够在加入量仅为0.08 g/L的条件下实现废水中锰的快速去除。C-MgO对锰的吸附过程主要吸附机理为MgO质子化、锰氢氧根配位、镁锰络合等,使活性MgO通过化学吸附转变为MgMn2O4。固定床动态吸附实验证明了C-MgO具有较好的应用前景。研究提供了一种便捷的前驱体法合成的奶酪棒状MgO合成策略,吸附材料能够实现锰废水的高效去除。

事业单位自动转账的应用研究

本文通过对事业单位会计电算化的实践和相关理论进行研究,试图对自动转账进行定义,对实施自动转账核算的事前、事中和事后事项进行了初步探讨,并对自动转账核算实践中遇到的相关问题进行了讨论。