氮吸附法分析生物质焦孔隙结构

采用氮吸附法对4种生物质焦(稻壳、树叶、玉米秆、棉花秆)的孔隙结构进行测量,结果表明,不同种类焦样的比表面积和孔径分布有明显差别,树叶的比表面积最大,为242.21 m2·g-1,玉米秆的比表面积最小,为0.81 m2·g-1.850℃时,稻壳、树叶、玉米秆焦样的孔径分布曲线在微孔和中孔范围各有一个分布峰,而棉花秆焦样的孔径分布曲线只在中孔范围内出现一个分布峰.热解温度是影响孔隙结构的一个重要因素,在高温条件下,同步热解得到的焦样的比表面积较大,微孔较多.在本研究中,600℃、850℃的稻壳焦样和850℃的树叶焦样具有较大的比表面积,比较适合做吸附剂.     

烘焙提升生物质燃料品质的研究

以稻壳(RH)和木屑(PS)为原料，使用小型烘焙装置，研究了烘焙对生物质燃料品质的提升作用。相比原料，烘焙稻壳(TRH)和烘焙木屑(TPS)固定碳质量分数的最大上升量分别为7.18%和11.76%;C元素质量分数的最大上升量分别3.50%和5.80%,挥发分和O元素质量分数明显下降，H元素质量分数小幅降低；热值有所提升，最大提升幅度分别为11.1%(RH)和15.9%(PS);半纤维素大量分解，至300℃后烘焙的稻壳和木屑中半纤维素质量分数仅为2.41%和1.06%,降幅均超过90%,木质素质量分数显著增加，最大增幅分别为119%(RH)和208%(PS)。生物质烘焙后，内部纤维结构被破坏，可磨性提高，随着烘焙程度的加深，烘焙稻壳研磨后粒径在0.15 mm以下的颗粒显著提升；—OH和C—O等含氧官能团减少，疏水性提升，250℃烘焙30 min的稻壳和木屑的疏水性提升幅度分别为28.08%和25.66%。     

K/Ca催化木屑水蒸气气化制取富氢合成气

研制KOH/白云石复合催化剂,以松木屑为原料,在固定床气化炉中进行水蒸气气化实验,考察催化剂制备条件、反应温度、水蒸气流量、催化剂用量对气化合成气气体组分、产气率、产氢率及碳转化率等气化特性评价指标的影响,并对所研制的K/Ca复合催化剂进行SEM、XRD和孔隙结构分析。研究表明：K元素很好地负载在白云石上。由KOH质量分数6%、K/Ca物质的量比2∶1和煅烧温度900℃制备的K/Ca复合催化剂的催化性能最好。气化温度从600℃增加到750℃,H₂体积分数由40.70%增加至59.09%,产氢率由16.38 g/kg增加至90.64 g/kg,但继续升高温度会造成催化剂活性下降使得H₂体积分数和产氢率均有所下降。水蒸气流量由0.4 mL/min增加至1.0 mL/min时,H₂体积分数由52.75%增加至59.09%,产氢率由68.14 g/kg增加至90.64 g/kg,进一步增加水蒸气流量则会造成系统热量损失,使得H₂体积分数和产氢率均有不同程度的下降。催化剂与松木屑质量比值为0.3 g/g时,H...     

巢湖地区农村生活污水产排污调研方法及实证

农村推行厕所革命后,农村生活污水从产生源头出现了较大的水量和水质差异,改厕后的农村生活污水水质水量的变化将对农村生活污水处理设计方案参数的选取产生很大影响。本研究提炼出一套详细的改厕后农村生活污水产排污调研方法,根据该方法在巢湖地区新农村、兴庄村和周公山村进行农村生活污水产排污调研,3个村落总人口共计5 930人。结果表明,巢湖地区农村居民污水产生系数为56.47 L·人^-1·d^-1,其中灰水占比65.77%,黑水占比34.23%;农村居民生活污水化学需氧量（COD）、氨氮（NH₃-N）、总氮（TN）和总磷（TP）产污系数分别为35.29、1.46、4.31 g·人^-1·d^-1和0.22 g·人^-1·d^-1,经过管网停留和降解,污水管网末端排污系数约为12.12、2.02、4.95 g·人^-1·d^-1和0.14 g·人^-1·d^-1。研究表明,提炼出的农村生活污水产排污调研方法科学合理,可以为调研方案的制定及开展调研实践提供指导。通过家庭层面的生活污水分类水量水质分析,黑水水量小且氮磷营养盐丰富,是很好的资源化利用对象,具有良好资源利用潜质。农村生活污水处理应充分结合农业生产,在降低污水处理难度和费用的同时,因地制宜进行资源化,提高技术推广应用的适应性。     

中国发展能源农业的环境效益的定量评价和地理分布格局分析

在总结现有估算方法的基础上,从减少大气污染物排放、减少农村面源污染和生态效益3个方面建立环境效益的评价模型,利用已有统计资料和数据,定量评价了我国发展能源农业的潜在环境效益,并分析了其地理分布格局。研究表明：（1）中国农村生物质能蕴藏丰富,2007年我国农村生物质能源总蕴藏量和理论可利用量分别达30.88×108tce（折标煤,t）和5.98×108tce。生物质能源的利用理论可以减少排放SO21674.33万t,NOX246.57万t,CO215.50亿t,CH47524.35万t,总N626.01万t,总P467.96万t,通过使用沼气从而减少砍伐森林2123.99万hm2。（2）中国发展能源农业的环境效益总体上分布不均,省际差异较大。西南、东北地区及河南、河北、山东等省是环境效益较大的地区,效益最少的地区主要分布在上海、北京、天津、青海、宁夏和海南。     

农田汇水河道水生植物原位净化工程处理效果分析

为了研究水生植物原位净化工程处理效果,于2017年5—11月,在江苏省泗洪县四河乡的农田汇水河道,利用水葫芦和绿狐尾藻构建组合生态浮床,沿着水流方向设置4个水质采样点,每月监测水体基本理化指标,主要包括水温(T)、酸碱度(pH)、溶解氧(DO)、总氮(TN)、总磷(TP)、化学需氧量(COD_(Cr))、悬浮物(SS),分析河段水质沿程变化;在试验开始时、每次采收时监测单位面积植物生物量,干物质含量与氮磷含量,计算植物氮磷富集量。结果显示:植物种养后,沿程各采样点数据对比,水体pH值逐渐趋于中性;各采样时间数据对比,水体DO浓度呈升高趋势。在植物旺盛生长期(7—10月),组合生态浮床对河段水体TN、TP、COD和SS的沿程总消减率分别为50.41%～78.00%、44.62%～73.33%、46.15%～57.82%和33.33%～52.38%,其中最高值出现在8月。按照有效试验周期180 d(5—10月)计算,水葫芦的氮、磷去除量分别约为0.76 g·m~(-2)·d~(-1)和0.09 g·m~(-2)·d~(-1);绿狐尾藻的氮、磷去除量分别约为1.17 g·m~(-2)·d~(-1)和0.08 g·m~(-2)·d~(-1)。除了植物自身的吸收作用,根系微生物降解作用在污染物净化过程中也发挥了重要作用。在农田汇水河道原位净化工程中,水葫芦与绿狐尾藻组合生态浮床大幅消减水体氮磷浓度,有效降解有机物及拦截颗粒物,对于缓解下游水域富营养化问题具有积极的意义。     

太湖流域4种农村生活污水处理工艺运行效果比较

通过对太湖流域农村生活污水处理技术的调查研究,选取4种典型处理技术(A/O工艺、户用净化槽工艺、厌氧产沼气-缺氧反硝化脱臭-跌水充氧接触氧化法-人工湿地技术、微动力高效复合渗滤床+氮磷消化湿地处理技术)为研究对象进行分析比较。结果表明,厌氧产沼气-缺氧反硝化脱臭-跌水充氧接触氧化法-人工湿地技术,虽然初期建设成本略高,但处理效果稳定,化学需氧量(COD)、总氮(TN)、总磷(TP)及氨态氮含量的去除率均达到80%以上,是一种很好的农村生活污水处理工艺。     

几种生物质热解特性及动力学的对比

该文对芒属、芦苇、狼尾草进行常压热重分析,同时与稻草相比较,试验结果表明：草类生物质热解过程可以分为4个阶段,干燥失水、过渡阶段、快速热解、炭化阶段。在290℃附近存在一个肩峰,失重都集中在187～400℃,挥发分综合释放指数芒属＞稻草＞狼尾草＞芦苇,活化能芒属＞稻草＞狼尾草＞芦苇,固体剩余物芒属＞狼尾草＞稻草＞芦苇,所以总体上看芒属的热解稳定性相对较差,芦苇的热解稳定性较好,同时采用二级反应动力学模型由Coats-Redfern法求的相应得活化能和频率因子。     

微需氧生物预处理对稻草秸秆厌氧消化的影响

为提高稻草秸秆在厌氧消化过程中的产气能力,试验采用两相厌氧发酵反应器中产生的水解酸化液对秸秆进行生物预处理,考察了空气供应量对预处理后秸秆成分及预处理后秸秆厌氧产气特性的影响,同时还研究了除菌水解液、乙酸溶液及未处理水解液对秸秆预处理的影响。结果表明,经预处理后的稻草秸秆中的VS,TS,木质素、纤维素和半纤维素的降解率都随空气供应量的升高而升高。但降解率的提高并没有使预处理过后秸秆的产气量得到提高,当空气供应量达到95 m L·g-1VS·d-1时,累积产气量达到最高为384.9 m L·g-1TS,比未处理秸秆提高了83%,且产气速率常数(kt)达到最高为0.1132 d-1。水解液中的微生物菌群在预处理过程中起关键作用,且除微生物外还有一些有机酸能促进秸秆的降解。     

太湖流域农村生活污水处理技术模式调查和分析——以江苏省为例

通过对太湖流域农村生活污水处理技术模式的调查研究,选取4种典型处理技术：DSP-SH（Anaerobic-Anoxic-Oxic,A²/O）生物脱氮除磷技术、HyWat海沃特复合生物滤池技术、膜生物反应技术（Membrane Bio-Reactor,MBR）以及活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge,SBR）进行分析比较。结果表明：除HyWat海沃特复合生物滤池技术处理效果基本达标外,DSP-SH（A²/O）技术、SBR技术以及MBR技术对氮、磷去除效果较差,均未稳定达到一级B标准,需定期加药提高去除率。4种污水处理技术的投资及占地面积均较低,DSP-SH（A²/O）和HyWat海沃特复合生物滤池技术的操作管理和后续维护均比较方便;MBR技术污水处理效果好,但运行费用较高,适用于经济较发达或对出水要求较高的地区;SBR技术运行方便灵活且费用适中,适用于受地形、占地面积限制的农村集中居住地。只有因地制宜地选用水处理技术模式,并结合稳定有效的资金投入和管理维护机制,才能保障农村生活污水处理达到预期目标。