玉米秸秆颗粒燃料抗结渣剂效果的比较

为解决秸秆类生物质颗粒燃料的结渣问题,通过在玉米秸秆中分别添加4种添加剂,对其结渣率、灰熔融特性、燃料特性等开展试验研究,并进行验证试验。结果表明,添加质量分数3%的MgCO3、CaCO3、Al2O3添加剂均可有效改善结渣效果,其中MgCO3的抗结渣效果最好,结渣率近似为零;CaCO3添加剂结渣率低于10%,抗结渣效果性价比最高。同时,添加添加剂对燃料的燃烧性能无明显影响。这为解决玉米秸秆等生物质固体成型燃料的结渣问题提供了技术依据。     

不同酸化剂对畜禽养殖粪水无机氮形态转化的影响

粪水储存过程中会释放大量氨气（ammonia, NH₃），不仅造成环境污染，还降低粪水肥效。粪水酸化技术是一种通过添加酸化剂降低粪水pH，减少NH3挥发的有效办法。为探究不同酸化剂对粪水无机氮形态转化的影响，以生猪养殖粪水为试验对象，选择强酸类、盐类和易分解有机物3类共11种酸化剂，包括浓硫酸、硝酸、盐酸、磷酸、明矾、硫酸铝、氯化铝、磷酸二氢钾、过磷酸钙、葡萄糖、蔗糖，以未酸化粪水为对照，将粪水初始pH降至6.0后，分析60 d储存期内粪水中总无机氮（total inorganic nitrogen, TIN）含量、氨氮（ammonia nitrogen, NH⁺⁴）含量、硝态氮（nitrate nitrogen，NO^-3）含量及NH3排放的变化规律。结果表明，在粪水储存过程中，酸化可以有效降低粪水中的NH3排放，提高储存后粪水的养分含量，与CK相比，酸化处理的TIN和NH⁺⁴含量分别提高了63.19%~2 481.34%和59.17%~2 591.72%，NH3减排了18.77%~80.33%。综合酸化效果以及经济成本，认为浓硫酸、明矾和过磷酸钙是较适合的酸化剂，其总无机氮含量分别提高了517.05%、1 414.82%和2 481.34%，氨氮含量分别提高了535.50%、1 443.79%和2 591.72%，NH3排放量分别减少了48.81%、71.43%和65.60%，成本分别为0.66、5.20和23.70元·m^-3。研究为粪水酸化剂的优选提供数据支撑，为促进粪水资源化利用，提高粪水利用的生态和经济效益提供理论依据。     

生物质厌氧消化技术标准体系研究

生物质厌氧消化技术是目前最成熟、应用最广泛的生物质能利用技术之一,目前已制定部分建设和生产标准,但未形成完整的标准体系,影响了该产业的发展。通过对德国、加拿大、美国等生物质厌氧消化技术发达国家的相关标准分析,结合中国生物质厌氧消化技术产业发展的现状以及市场需求,从产业链的角度提出了中国生物质厌氧消化技术标准体系框架。该体系分为基础标准、通用标注和专用标准3个层次,并按照产业和市场需求对近期拟制定的标准提出相关建议,该标准体系的提出有利于提高生物质厌氧消化技术领域的标准设置和管理水平,减少标准之间的重复与矛盾,为该行业的发展提供技术支持和理论保障。     

秸秆炭强化镁镧氧化物对沼液磷的回收效果

为回收沼液中的磷元素，前期研究采用了由镁镧金属离子调控合成的层状双金属氢氧化物（Mg/La0.1-LDO）材料，发现其具有丰富的层间离子和纳米粒子，在磷吸附方面体现了优异性能，但材料回收的分散性及原料成本高等因素降低了其应用价值。该研究利用农作物（水稻、玉米）秸秆固定强化Mg/La0.1-LDO，通过共热解法制备了不同温度（400、500和600 ℃）的秸秆炭镁镧双金属氧化物纳米复合材料（BC-LDO），考察不同条件下制备的BC-LDO对沼液磷的回收能力和机理。结果表明，高温（600 ℃）热解更有助于纳米粒子固定在秸秆炭上，秸秆炭强化镁镧氧化物复合材料（6YBC-LDO）含有丰富的介孔和微孔，更易与磷酸盐结合形成LaPO4沉淀和配体交换形成Mg3(PO4)2内球络合物，6YBC-LDO对磷酸盐具有高度选择吸附性并可多次重复利用，能在30 min内回收沼液中90%的磷，饱和吸附量达366.39 mg/g。将该材料应用于沼气工程沼液磷回收处理中，投加2 g/L吸附剂可去除沼液中90%以上的磷酸盐，表明采用6YBC-LDO处理沼液具有良好应用前景。     

基于炭气原位耦合重整的秸秆热解设备的研制

针对当前生物质热解炭化设备存在产物质量较差、能量损耗严重等问题，采用多级布风搅拌和气体回流重整等方法，提出生物质炭气原位耦合重整工艺路线，并对炉体、压实机构和多级布风搅拌出料机构进行设计，研发立式移动床生物质炭化设备。以花生壳为原料开展热解炭化试验，结果表明，原料处理能力1312 kg/h，生物炭得率27.8%，热解气热值6.3 MJ/m3，焦油转化率71.3%，各项性能指标均达到设计要求。      

生物炭对好氧发酵水溶性有机物及重金属形态的影响

为探究生物炭对发酵过程理化特性、水溶性有机物（DOM）组分以及重金属形态变化的影响机制，以猪粪和秸秆为原料，添加不同比例生物炭作为钝化材料开展好氧发酵试验。结果表明：发酵结束后生物炭添加量为0、5%、15%和25%处理的腐殖质类物质分别增加了22.69%、24.49%、25.32%和25.45%；各处理对重金属Cu、Zn、Pb、Cd的钝化效率分别为25.80%~47.00%、16.73%~31.34%、31.81%~57.68%和20.00%~71.47%，均使活性相对较高的吸附态向较为稳定的络合态和沉淀态转化；DOM组分、温度、pH、EC和含水率变化对重金属形态均有较大影响，其中富里酸和胡敏酸对可交换态Cu、Zn、Cd和Pb的影响显著，胡敏酸对重金属的络合起主要作用，pH对促进生物炭与重金属离子交换、共沉淀及重金属配合物的稳定性等具有较大的影响。研究表明，在猪粪好氧发酵过程中添加生物炭可促进DOM组分中的富里酸向胡敏酸转化，进而提高了腐殖质的稳定性和重金属的钝化效率。     

中国农业绿色发展指标体系构建及其"十四五"趋势预判

构建农业绿色发展评价指标体系有利于定量评价中国农业绿色发展水平，为实现路径探索、政策制定等提供有益参考。基于此，该研究在充分理解农业绿色发展科学内涵的基础上，综合考量系统性、数据可得性等原则，构建了中国农业绿色发展评价指标体系。而后应用熵值法、主成分分析法和层次分析法等分别计算各指标权重值，同时基于组合赋权法求出各指标最终综合权重值，对2007-2019年中国农业绿色发展水平进行评价。在此基础上，应用灰色Verhulst模型预测"十四五"时期的发展趋势。研究结果显示：2007-2019年中国农业绿色发展水平总体上呈稳步上升趋势且逐渐迈向绿色发展路径；"十四五"中国农业绿色发展将进入快车道，农业绿色发展综合指数将达到77.9，比2019年提高了11.67%；"资源节约与高效利用"与"政策支持与科技支撑"指标是影响中国农业绿色发展的重要指标。因此，各级政府应将其作为后续施政重点，以稳步推进农业高质量绿色发展，助力农业现代化进程。     

反应条件对水稻秸秆慢速热解产物的影响与评价

秸秆炭化还田是培肥地力和土壤固碳的重要途径。该研究采用慢速热解试验平台，研究了热解温度 (450、500、550、600和650 ℃) 和停留时间 (30、40、50和60 min) 对水稻秸秆热解产物理化性质（以还田利用指标为主）的影响，同时分析了不同生产条件下的产品收率和能量分布。试验结果表明，热解温度为450～650 ℃时制备的水稻秸秆炭O/C均低于0.2，H/C均低于0.7，且随着热解温度升高和停留时间的增加，O/C和H/C呈现明显减小趋势；随着热解温度升高，水稻秸秆炭的比表面积、电导率和pH值均呈上升趋势，其值分别为4.5～83.4 m²/g、688～1 059 μs/cm和9.8～10.5；阳离子交换量在43.7～71.1 cmol /kg之间无规律波动；随着反应条件变化，水稻秸秆炭的比表面积、电导率和pH值具有较强的相关性，比表面积与pH值相关系数达到0.83，pH值与电导率相关系数为0.66，比表面积和电导率相关系数为0.54。随着热解温度的升高，炭产率降低，热解气产率增加，热解气中H₂、CH₄等可燃气组分富集，热值增加，最大可达到15.74 MJ/m³；热解温度为445～650 ℃变化时，水稻秸秆炭能量收率为45.2%～53.8%，热解气能量收率为11.6%～19.1%。该研究为水稻秸秆炭化还田轻简化热解设备开发提供了基础支撑。