生物质灰烧结熔融规律实验研究

根据稻秆、玉米芯、棕榈壳、麦秆酶解残渣灰样烧结熔融实验,分析了生物质烧结熔融温度的变化规律。结果表明:灰分在受热烧结熔融过程中发生元素迁移和化学反应,KCl在800℃以上明显挥发,部分K、Na元素与灰中的SiO_2、Al_2O_3反应形成不易挥发的长石系化合物;灰分中某种元素对烧结温度影响取决于其氧化物熔点、相关化学反应和共熔体的性质,其中Al、Ca、K、Na、S元素使烧结温度降低,Mg、Fe、P元素使烧结温度升高;Si元素含量变化对灰渣烧结熔融温度影响较小。对于以SiO_2为主要成分的生物质灰,可以按照烧结温度约等于0.9倍软化温度估算。拟合得到由灰样中主要组分估算烧结温度的公式,适用烧结温度范围为950~1 200℃,R2为0.967,偏差为25.6℃。     

减压浓缩对沼液CO 2 吸收性能和植物生理毒性的影响

利用减压浓缩试验装置在50℃和2 k Pa下对沼液进行浓缩,分别测试了沼液、沼液浓缩相及冷凝回收稀相的CO2吸收性能和植物生理毒性。结果表明,沼液减压浓缩到4倍时,沼液浓缩相p H值升高至8.73,其饱和CO2吸收负荷增加26.70%,氨氮去除率为86.41%。浓缩相中的大部分氨氮以自由氨的形式转移到沼液稀相中,使稀相p H值达到10.05,饱和CO2吸收负荷达0.075 mol/L。但浓缩相和稀相的净CO2吸收容量之和比原沼液降低21.3%,其主要原因在于减压浓缩过程中自由氨的挥发损失。用原沼液、浓缩沼液及稀相的富CO2溶液育种时,大白菜种子的发芽指数(GI)均大于0.8,表现出较低的植物生理毒性,说明减压浓缩可降低消纳沼液所需的农田面积。试验中也对不同类型CO2吸收强化添加剂的性能进行了比较。在相同的CO2吸收强化性能要求下,钠盐添加剂组富CO2沼液的植物生理毒性低于氨水添加剂组,其主要原因在于添加氨水导致了沼液氨氮含量的大幅增加。     

猪粪沼液理化性质对玉米种子萌发的影响

明确沼液理化性质对种子萌发的影响是确定沼液合理灌溉量的前提。该研究以猪粪厌氧发酵的沼液为研究对象,分析了新鲜沼液及预处理后沼液的理化性质,并将沼液理化性质与相对发芽率、相对根长和萌发指数建立函数关系,筛选了沼液中的植物毒性因子及安全阈值。对于秋田MD311这一玉米品种来说,铵态氮与乳酸是沼液中的植物毒性因子。种子达到最大萌发指数对应的铵态氮与乳酸的浓度分别为186与35.8 mg·L^-1;二者浓度高于336与61 mg·L^-1时,具备植物毒性(萌发指数(70%),不可直接还田。通过静置和曝气过程可降低二种毒性因子的含量。研究表明,沼液还田时将铵态氮与乳酸含量控制在安全阈值内时可降低植物毒性,促进作物生长,最大限度地发挥沼液对无机肥的替代作用。     

以沼液为基质的小葱水培营养液配方研究

沼液富含植物生长所需的多种营养物质与活性物质,将沼液用于水培蔬菜,可以获得良好的经济效益与生态效益。较高的氨氮浓度以及不均衡的营养元素是制约沼液作为营养液用于水培植物的关键因素。针对该问题,以小葱为研究对象,探究了不同初始氨氮浓度与不同营养元素添加对小葱生长状况的影响,获得了以沼液为基质的小葱水培营养液配方。该配方为：氨氮浓度为850 mg·L^-1的沼液稀释5～6倍,添加磷酸二氢钾120 g·m^-3、氯化钾340 g·m^-3、七水硫酸镁150 g·m^-3、氯化钙180 g·m^-3、微肥0.1 mL·m^-3。此配方下以沼液为基质的小葱水培营养液中含氮150 g·m^-3、磷42 g·m^-3、钾310 g·m^-3、钙80 g·m^-3、镁50 g·m^-3、硫65 g·m^-3、铁4.5 g·m^-3、铜0.02 g·...     

以负碳排放为目标的生物质灰矿化CO2路径研究

将生物质能源开发利用与碳捕获、利用与封存结合,可实现CO₂负排放,是能源领域降低CO₂排放的重要技术之一。生物质直接燃烧后产生的生物质灰理论上可吸收并永久封存CO₂,但其能否实现负碳排放还需进行深入研究。基于此,分别在自然状态（空气氛围）、中等CO₂初始分压（101.3 kPa）和高CO₂初始分压（300～1 400 kPa）条件下开展了生物质灰矿化CO₂试验,测试了生物质灰的CO₂矿化量,并评估了3种矿化路径的负碳排放量。结果表明,从空气中吸收CO₂时,生物质灰的CO₂矿化性能最差,40 d内的最高CO₂矿化量仅为60.66 g/kg。在中等CO₂分压101.3 kPa条件下,可最高实现121.68 g/kg的矿化量,而初始分压1 400 kPa下的CO₂矿化量可达216.85 g/kg。综合考虑矿化过程的能源消耗和生物质灰...     

氨吹脱与酸吸收一体酒糟沼液处理试验装置研究

针对酒糟沼液氨氮浓度高,采用氨吹脱技术回收氮养分存在碱剂利用率低、气液接触效果差和氨吸收率低等问题。为提高酒糟沼液氨回收效率和工艺经济性,对酒糟沼液氨吹脱工艺进行了条件优化,探索了不同温度、Ca(OH)2投加量和填料种类对氨吹脱与酸吸收一体试验装置运行效果的影响,并进行了酒糟沼液氨吹脱工艺经济性评价。结果表明,经正交试验得到影响因素重要性由强到弱依次为：Ca(OH)2投加量、气流量、温度,较优工艺参数组合为Ca(OH)2投加量6.6g/L、气流量6L/min和温度52℃,相应的氨氮去除率为99.0%;Ca(OH)2对SCOD和TP有较好的去除效果,Ca(OH)2投加量6.6g/L条件下对应的SCOD和TP去除率分别为32.5%和65.7%。氨氮吹脱与酸吸收一体试验中,相对于不投碱情景,投加Ca(OH)2大幅提高了吹脱过程中氨氮、TN、EC、SCOD和TP去除率,分别达97.4%~97.7%、79.8%~84.2%、68.3%~77.4%、36.8%~45.3%和77.1%~91.0%。对比不同温度、填料种类和Ca(OH)2投加量条件下,获得较适宜氨吹脱参数为多面空心球填料、温度37℃、两次（吹脱8h投9.9g/L和30h投7.4g/L）投加Ca(OH)2,其氨氮去除率达到了97.4%,出水氨氮质量浓度低（100mg/L左右）,氨回收量达1.22kg/m3。对氨吹脱与酸吸收一体试验装置处理酒糟沼液工艺运行进行比较,相比于不投碱和一次投碱情景,两次投碱方案达到97%氨氮去除率需要的工艺运行时间短,处理成本为9.75元/m3,具有较好的经济性。因此,氨吹脱对于高氨氮浓度的酒糟沼液处理体现出较好的适宜性,通过氨吹脱高效回收氮养分可缓解沼液农田利用压力,对沼液资源化利用具有重要意义。     

粉绿狐尾藻对氮磷的去除速率模型研究

采用室外完全随机试验,研究粉绿狐尾藻在氨氮、硝氮、总磷三因素作用下氨氮、硝氮、总磷的去除速率模型。结果表明:粉绿狐尾藻净水能力强弱受三因素影响表现为总磷氨氮硝氮,尤其受总磷、氨氮交互影响,能显著改变粉绿狐尾藻净水能力。氨氮、硝氮、总磷去除速率模型基本符合负指数模型,但因浓度范围不同而表现出差异性。负指数模型中a、b值亦因氨氮、硝氮、总磷浓度不同而表现出较大差异性。以粉绿狐尾藻为主构建生态净水系统后,前0～12 d是净水关键时期,是去除能力最强、去除速率最快、去除污染物最多的时期,12 d后,对氨氮、硝氮、总磷的去除率分别可达60.4%～78.1%,40.20%～49.88%,78.6%～82.94%。研究成果可为实时把控污水污染物浓度提供参数依据,为更好发挥粉绿狐尾藻净水效果提供指导。     

煤与生物质混合燃烧过程中碱土金属对SO2析出特性影响的研究

通过酸洗和加入添加剂的方法调整生物质与煤中碱土金属的含量,通过快速智能定硫仪测定不同含量的碱土金属对硫析出的影响后,利用热重分析仪（TG）及色谱质谱联用仪（GC／MS）研究了煤与生物质混合燃烧过程中碱土金属对硫迁移的影响规律。研究结果表明：典型碱土金属Ca和Mg对煤与生物质混合燃烧速率以及SO2的析出特性都有不同程度的影响,其中Ca在整个燃烧过程中表现出很强的固硫作用,而Mg的固硫作用主要表现在低温阶段。     

水/沼液一体化不同灌溉方式对番茄生长及产量品质的影响研究

为探索分根交替灌溉条件下水/沼液一体化施用方式对番茄生长和产量品质的影响.本研究采用两季盆栽试验,以番茄为研究对象,在水/沼液一体分根交替灌溉基础上,采用地表灌溉(APRI-B)和穴孔灌溉(APRI-X)2种灌溉方式,探求不同灌溉方式对番茄生长指标、干物质质量分配以及产量品质指标的影响规律.结果表明:APRI-X处理能...     

沼液中重金属的吸附去除研究

为了研究吸附剂对于沼液中重金属的去除能力,实验首先比较D401树脂对模拟沼液和实际沼液中Cu 2+,Zn 2+,Pb 2+,Cd 2+4种重金属的吸附效果。结果表明,D401树脂对模拟沼液中4种重金属的吸附能力远远高于实际沼液。其次,选取D401树脂、LSC-500树脂及沸石3种吸附剂,比较3种吸附剂对实际沼液中Cu 2+,Zn 2+,Pb 2+,Cd 2+4种重金属的吸附效果。结果表明沸石对实际沼液重金属的去除效果最差,LSC-500树脂的吸附能力略优于D401树脂。以期该实验结果为今后更高效地处理沼液中的重金属提供基础理论依据。     

生育期沼液调控对番茄生长、产量、品质及土壤全氮的影响

【目的】提高番茄产量,探究番茄对生育期沼液调控的响应规律。【方法】于2017年秋季和2018年春季开展了温室种植试验,通过在开花结果期和果实膨大期分别施用1∶8、1∶6、1∶4(沼液和水体积配比)沼液,研究了番茄2个生育期不同配比沼液调控对番茄生长、产量、品质和根区土壤全氮量的影响。【结果】番茄生长变化与沼液配比显著(P<0.05)正相关;开花结果期和果实膨大期分别施用1∶6、1∶4沼液干物质量最高;较不施沼液处理,开花结果期施用1∶6沼液产量最高,增幅为12.93%(秋)、12.31%(春);果实膨大期施用1∶4沼液产量最高,增幅为26.59%(秋)、27.71%(春),且春茬相比化肥高4.29%;T5、T6处理可以获得较高的可溶性糖量、可溶性固形物量和糖酸比,T2、T3处理可以获得较高的可滴定酸、维生素C量。【结论】在开花结果期和果实膨大期分别施用1∶6和1∶4沼液番茄产量和品质维持在相对较高的水平。     

基于氮平衡的种养结合沼液资源化利用研究

研究沼液经济性消纳对提高沼液资源利用率、维持沼气工程稳定运行、缓解养殖带来的环境压力、提升农业废弃物资源化利用效率和经济效益,推动种养循环一体化发展具有重要意义。为此,结合农业废弃物资源化利用方式,基于盈亏平衡分析和秸秆资源化利用模型,以沼液经济性消纳半径为核心,探究了沼气工程投资金额和处理规模之间的关系,提出了沼液经济性消纳模型。研究结果表明:沼气工程投资金额与处理规模之间关系性较强(R 2=0.9842);沼液经济性消纳半径R bsa选取的主要影响因素是运输费用和沼液中N含量,不同消纳区域农业生产系数的差异性也会对经济性消纳半径的评估产生影响。利用模型对江西新余南英垦殖场规模化沼气发电工程(SBPGP)沼液经济性消纳半径进行估算,在保证氮平衡基础下,其沼液最小消纳范围在31.94 km 2左右。沼液经济性消纳模型的构建,为以沼气工程为纽带的种养一体化循环模式提供了技术参考,从经济性视角为循环农业发展提供了理论依据,从而实现经济效益与环境效益协调发展的目标。     

不同沸石材料对沼液中 COD 静态吸附去除的研究

集中型沼液由于含有较丰富的有机营养成分, COD 负荷较高。为了寻找高效 COD 吸附基质,以天然斜发沸石（ TRF ）、微波与氯化钠联合改性沸石（ WLF ）、CPB 改性沸石（ CPBF ）、微米级（ WF ）以及亚微米级（ YWF ）两种粉煤灰合成沸石为研究对象,对沼液COD 的热力学吸附解吸进行研究。结果表明,与其他4种沸石材料相比, CPBF 具有更高的 COD 吸附量和吸附速率以及更低的解吸率,因此具有较大的沼液 COD 吸附优势,是优良的吸附材料。     

沼液与氮肥不同配比对青贮玉米产量和品质的影响

2008年夏季,选用豫单2002,采用了随机区组、重复3次设计,在陕西省凤翔县进行了玉米肥料效应实验以研究沼液与氮肥不同配比对玉米产量和品质的影响。结果表明,与传统的施肥方式相比,沼液与氮肥以一定比例配比施肥对青贮玉米增产作用明显,营养品质也显著提高。根据当地的生产实际,以效益为主,综合产量与营养品质,其最佳施肥配比为沼液90 m3.hm-2,碳酸氢铵2568 kg.hm-2。     

杨木炭对东北黑土吸附猪粪沼液氮素特性的影响

为探究杨木炭对东北黑土吸附猪粪沼液氮素特性的影响,明晰其吸附机理,选取杨木炭和壤质、砂质两种黑土,以活性炭作为标准比较炭,系统研究活性炭、杨木炭的粒径及添加比例、初始质量浓度、振荡时间、温度对黑土吸附、解吸猪粪沼液中氨态氮、硝态氮特性的影响规律,并拟合等温吸附模型和吸附动力学模型。结果表明:黑土对猪粪沼液氮素的吸附能力随着活性炭和杨木炭粒径的减小、添加比例的增加而显著增加;当粒径为0. 25 mm、添加比例10%时,添加杨木炭的黑壤土和黑砂土的氨态氮、硝态氮的吸附量为224. 8、107 mg/kg和212. 4、104 mg/kg,比空白纯黑壤土和黑砂土提高388. 7%、296. 3%和453. 13%、333. 33%,比添加活性炭的黑壤土和黑砂土降低19. 71%、10. 08%和12. 38%、7. 14%,但添加杨木炭比添加活性炭对吸附平衡后沼液中氨态氮、硝态氮浓度变化影响的差异均不超过2. 5%;添加活性炭黑土、杨木炭黑土、空白纯黑土和纯炭对猪粪沼液中氨态氮的吸附过程为吸热反应,而对硝态氮的吸附过程为放热反应,且所有吸附过程均经历快速、缓慢、趋于平衡3个阶段,硝态氮快速吸附的时间更短; Freundlich、Langmuir模型和准二级模型均能较好描述其等温吸附过程和吸附动力学过程,Freundlich模型比Langmuir模型相对更优,吸附反应过程同时存在不均匀的多分子层表面物理吸附和均匀的单分子层化学吸附;添加活性炭、杨木炭黑土对沼液中氨态氮、硝态氮的吸附量越大,解吸率也越大,但解吸量远小于有效吸附量,添加杨木炭的黑壤土和黑砂土对氨态氮、硝态氮的有效吸附量比添加活性炭的黑壤土和黑砂土减少14. 57%、9. 19%和5. 34%、5. 74%。杨木炭在提高黑土对猪粪沼液氮素的吸附能力、减少猪粪沼液氮素损失方面的效果优良,可为杨木炭和猪粪沼液在东北黑土改良方面的深入研究提供理论依据。     

鸟粪石沉淀法在废水除磷脱氮中的应用

鸟粪石是一种难溶于水的白色晶体,其主要成分是六水合磷酸铵镁(MgNH4PO4·6H2O).通过形成鸟粪石,可实现对废水中氮磷的去除和回收利用.本文对鸟粪石的形成机理、形成条件以及鸟粪石沉淀法在废水脱氮除磷中的应用,作了全面的综述分析.     

沼液中一株促沼气发酵的芽孢杆菌的分离与鉴定

从现代牧业集团塞北牧场的规模化沼气工程沼液中分离得到10株芽孢杆菌,其中3株可以促进沼气产生,通过实验室模拟沼气发酵试验,发现其中LAM-CQ-3菌株可以明显促进沼气的产生,沼气产量比对照提高126.72％.通过形态特征、生理生化特征、(G+C) mol％含量及16S rRNA序列分析等鉴定该菌为弯曲芽孢杆菌(Bacillus flexus).LAM-CQ-3的特征为菌体杆状,革兰氏染色阳性,最适生长温度为35℃,最适生长pH为7.5,最适生长盐浓度为5％,与Bacillus flexus IFO15715T的相似性为99.58％,(G+ C) mol％含量为46.6 mol％,主要脂肪酸组成为anteisoC 15∶0 (30.35％),isoC15∶0 (22.59％),anteisoC 17∶0 (16.74％),isoC 17∶0(10.24％),C 16∶0(5.20％).以16S rDNA序列为基础构建了包括16株邻近种属细菌在内的系统发育树,其中与模式弯曲芽孢杆菌的同源性最近.     

污水生物脱氮除磷机理与新工艺

随着生物脱氮除磷技术的发展,一些新的工艺也逐步应用于污水处理中.首先系统地阐述了生物脱氮除磷的机理,然后着重介绍了几种污水处理的新方法:SHARON-ANAMMOX联合工艺、UCT工艺和BCFS工艺以及这几种新工艺的主要特点.最后对当前我国污水处理的发展方向提出了一些建议.