中国村镇社区环境污染分类和综合治理

在梳理村镇社区污染物主要来源的基础上,分析了村镇社区污染物的主要特征。识别并分级村镇社区污染因子,构建了环境污染分类技术指标体系,结合我国水土关系分区和村镇社区分类,提出村镇社区环境污染类型分区分类方法。整理我国宜居乡村建设的主要法规政策,在此基础上,分析了村镇社区污染治理技术路径和模式。该研究可为我国村镇社区环境治理法规政策和配套措施的制定提供决策参考。      

卧式连续生物炭炭化设备研制

针对中国生物炭设备中存在的运行不稳定、炭产出率低、副产品回收利用难等问题,该文设计了卧式连续生物炭炭化设备,热解反应器采用双层套筒结构,内层为炭化室,内置螺旋输送机,外层为高温烟气套筒,利用炭化自身产生的高温烟气燃烧产生的热量进行炭化。选择了热解参数,开展了热工设计和可燃气燃烧器热计算,并对炭化室、高温烟气套筒等关键部件进行了结构设计。采用稻壳原料进行了炭化试验,试验结果表明,卧式连续炭化设备实现了连续稳定运行,炭化设备设计合理,原料适用性广,小时生产率为45kg/h,稻壳炭化终温为500℃,炭化得率质量分数为42%。实现了设计目标,提高了炭化得率,为中国生物炭产业的发展提供了理论基础和技术支持。     

生物炭和腐植酸类对猪粪堆肥重金属的钝化效果

为深入了解农业固体废弃物资源化、无害化利用的发展前景,探讨不同钝化材料对畜禽粪便堆肥过程中重金属钝化效果的影响规律,该文利用猪粪和秸秆进行高温好氧堆肥,研究生物炭(木屑炭、玉米秸秆炭、花生壳炭)和腐植酸(福建(fujian,FJ)生物腐植酸、嘉博文(jiabowen,JBW)生物腐植酸、草炭)等不同钝化材料对猪粪堆肥发酵效果及重金属Cu、Pb、Zn、Cd形态的影响。试验结果表明:添加花生壳炭、玉米秸秆炭、JBW腐植酸以及木屑炭分别对重金属Cu、Pb、Zn和Cd表现为相对较好的钝化能力。添加花生壳炭(F3)对重金属Cu的钝化效果为65.79%;添加玉米秸秆炭处理(F2)对重金属Pb的钝化效果为57.2%;添加JBW生物腐植酸处理(F5)对重金属Zn的钝化效果为64.94%;添加木屑炭处理(F1)对Cd的钝化效果为94.67%;并且,针对不同重金属的钝化效果,此4个处理均明显高于不添加钝化材料的对照处理(P0.05)。添加花生壳炭虽然对重金属Cu具有较好的钝化效果,但其堆肥物料的最高发酵温度仅为45.14°C、pH值为5.41、电导率为9.48 mS/cm、种子发芽率指数为0.47%,无法达到堆肥无害化标准。基于以上试验结果,综合考虑堆肥发酵效果及重金属钝化效果认为,木屑炭、JBW生物腐植酸是2种较理想的钝化材料,该研究结果为畜禽粪便堆肥过程中重金属钝化技术研发、生物炭和腐植酸改良土壤结构的特性推广及有机肥规模化应用提供参考。     

蒸汽爆破预处理降解香蕉茎秆纤维素组分的研究

分析测试香蕉茎秆总固体含量(TS)和挥发性固体含量(VS)及香蕉茎秆固体剩余物中纤维素、半纤维素、木质素含量;采用蒸汽爆破法对香蕉茎秆进行预处理,探讨不同压力及维压时间下对香蕉茎秆中半纤维素、纤维素、木质素组分的降解程度,分析蒸汽爆破预处理优缺点。试验结果表明,经过蒸汽爆破预处理后,香蕉茎秆的组分被不同程度破坏,当压力为3.5 MPa,维压时间为4 min时,香蕉茎秆中半纤维素含量由预处理前13.33%降至4.36%,降解率高达67.29%,纤维素含量由48.33%降至39.15%,降解率为18.99%,木质素含量由14.62%降至6.52%,降解率为55.40%,总体含量由76.28%降至50.03%,降解率为34.41%。说明蒸汽爆破技术对香蕉茎秆固体剩余物的预处理效果比较显著,有一定的优越性。     

立式环模秸秆压块机成型过程建模与参数优化

在对立式环模秸秆压块机核心工作单元结构与工作原理分析的基础上,建立了压辊受力和物料成型能耗模型,绘制了不同技术参数下压辊载荷分布曲线和物料成型能耗曲线,并在此基础上提出了设备技术参数优化设计方法。理论分析结果表明:模孔偏心设计可改善压辊载荷分布,降低设备吨料能耗;模孔最佳偏心角和物料与辊模之间的摩擦因数、辊模直径比有关,物料与辊模摩擦因数、辊模直径比越大,模孔最佳偏心角也越大,现实技术参数条件下,模孔偏心设计可使物料成型能耗降低0.29%~3.58%。通过设备对比试验,证实了以上结论。     

生物液体燃料可持续发展评价系统

该文分析了国内外生物液体燃料能量平衡研究现状。在综合考虑能量平衡、污染物排放、土地、水资源成本等各种因素的基础上,基于线性规划法和电子数据表工具（SPREADSHEET）,利用生命周期理论研究开发了生物液体燃料可持续评价系统（BSAS）,该系统主要有基础数据库、分析模块和优化模块3部分组成,以中国内蒙古和黑龙江两地发展甜高粱茎秆燃料乙醇为案例,利用该系统进行了可持续性评价。研究表明,利用该系统可实现国家、省以及特定地区等多个层面对发展生物液体燃料的可持续性进行优化分析和综合评价,得出选定地区在满足设定情景条件下优化的生物液体燃料产业发展规划,为政府部门科学决策提供技术支撑。     

黑龙江省农作物秸秆资源利用现状及中长期展望

黑龙江省农作物秸秆资源丰富,但各地区分布差异大。该文通过对黑龙江省农作物秸秆资源全面调查,研究了各地区的秸秆资源量及利用现状,并根据经济社会发展趋势对农作物秸秆资源量以及利用途径进行了中长期预测。结果表明,2007年黑龙江省农作物秸秆主要分布在哈尔滨、绥化、齐齐哈尔和佳木斯,占全省的73.8%,秸秆利用主要以家庭燃用为主。扣除家庭燃用、秸秆还田以及养畜等用途外,预测到2015年黑龙江省剩余秸秆资源量为315万t,2020年为511万t,并根据预测结果将黑龙江分为3个类型区,建议对各区采取不同的利用技术。     

国内外农作物秸秆供应模型研究进展

农作物秸秆是重要的生物质原料,其收集、存储存在诸多问题,秸秆无法稳定供应。为此,通过文献整理和实地调研,总结归纳了国内外农作物秸秆供应研究进展,对比分析了国外常用的IBSAL、SHAM及Bio Scope3种模型,并对国内外物流及成本相关研究进行归纳总结。针对我国秸秆供应还存在机械化程度低、物流模型不成熟、收集及运输费用高等诸多问题,建议提高机械化作业水平,尽快搭建适用于国内的秸秆供应模型,降低秸秆供应费用,为我国农作物秸秆综合利用提供原料供应保障。     

国内外堆肥标准分析及其对中国的借鉴启示

中国农业废弃物产量巨大,堆肥是农业废弃物资源化利用的主要方式之一,也是养分和有机质回收到土壤中的方法。结合国内外堆肥标准制定情况,通过分析对比无害化指标、有机质、总养分、重金属、含水率等指标,指出中国存在就农业废弃物处理缺乏专业化堆肥及有机肥标准推进委员会、对堆肥产品中氮磷钾和有机质含量的最低限值较高及未建立堆肥标准体系等问题。建议国家组建堆肥标准制定专家委员会或堆肥协会,进一步规范有机肥生产运行管理,进一步修订有机肥、生物有机肥、沼肥等标准,建立完善的堆肥标准体系。     

蔬菜废弃物与畜禽粪便联合好氧发酵挥发性有机物排放特征

为研究蔬菜废弃物与畜禽粪便联合好氧发酵过程产生的挥发性有机物(volatile organic compound,VOCs)及主要致臭物质,开展了蔬菜废弃物与畜禽粪便联合好氧发酵试验,采用气相色谱-质谱法和三点比较式臭袋法分析了好氧发酵升温、高温和降温阶段产生的VOCs种类和浓度及臭气浓度。结果表明,蔬菜废弃物与畜禽粪便联合好氧发酵过程共检出34种VOCs,其中芳香烃类化合物11种、烷烃7种、含硫化合物4种、酮类4种、卤烃类化合物3种、醇类2种、酯类2种、醛类1种;发酵升温期臭气浓度最大,达72 443,而在降温期产生的VOCs种类最多为29;在联合好氧发酵过程中主要致臭物质为甲硫醚、二甲二硫醚、二硫化碳、NH3和H2S,羰基硫、乙醛和苯乙烯仅在高温期产生且浓度较高;根据嗅阈值比值大小与最大浓度,需重点监测和控制恶臭物质的顺序是二甲二硫醚H2SNH3甲硫醚。该研究结果为蔬菜废弃物与畜禽粪便联合好氧发酵过程中恶臭物质的监测和控制策略研究提供理论依据。