市政污泥水热炭化废水组成成分特征

污泥水热炭化处理被认为是极具潜力的污泥安全处置与资源化利用的技术措施之一。为了解废水中碳、氮、磷、钾和重金属含量随水热炭化反应温度和反应时间的变化规律,对市政污泥190℃和260℃水热炭化不同时间（1、6、12、18和24 h）后的废水组成成分进行了研究。结果表明,水热炭化处理后,废水颜色由黑色变成浅黄色;pH由6.40提高到9.14;TOC、COD和BOD5最高分别增加了13 175 mg/L、55 998 O2mg/L和31 723 O2mg/L;氮和钾含量显著提高,但磷含量降低;Cd、Cr含量由未检测到分别增加到0.060 mg/L和2.326 mg/L,As、Pb含量均由0.032 mg/L分别增加到1.408 mg/L和0.590 mg/L,但Cu、Mn及Zn含量降低。比起反应时间,反应温度对废水组成成分的影响更大。     

复合型炭化炉让垃圾变废为宝

由南京连岑环保实业有限公司研制的复合型炭化炉，在溧水点火成功。该炉利用反火技术，使城市垃圾、秸秆等农村废弃物迅速炭化，并产生可燃气，实现废弃物无害化、减量化、资源化的目的。中国每年产生2．5亿t垃圾，7．4亿t农村废弃物，如用该种炭化炉处理，每年可产出1万亿m^3清洁燃气和1亿t生物质炭，经济效益和环境效益可观。     

水热炭化餐厨垃圾制备纳米铁/炭复合材料

以餐厨垃圾中有机组分作为碳源,通过添加铁盐水热炭化制备铁/炭纳米复合材料。考察了不同铁盐(Fe-SO4,FeCl3,Fe(NO3)3)对餐厨垃圾水热炭化物的形貌,以及氮、磷元素的迁移转化的影响;并研究了负载铁的物理、化学性质。实验结果表明,铁盐在水热炭化过程中促进了餐厨垃圾转化生成多种纳米结构。铁的价态是影响复合物形貌的主要影响因素:三价铁离子对大分子有机物的水解和炭化过程有催化作用,从而促进壳核式结构的纳米线及微米球复合物的生成;而亚铁离子则导致可溶性有机物炭化形成空心纳米球结构。负载铁的化学形态主要受阴离子的影响:硝酸铁体系中铁主要以氢氧化物形式沉积、其他阴离子体系则以磷酸盐为主要形态负载。     

枇杷籽生物炭制备、表征及其微生物吸附性能研究

炭化温度是影响生物炭结构的重要因素,以废弃的枇杷籽作为生物质原材料,在400～800℃炭化温度内制备生物炭,对其理化性质进行表征,并研究生物炭对微生物菌群的吸附率。结果表明：随着炭化温度的上升,枇杷籽生物炭的产率下降,含氧官能团减少,芳香性结构更完全;在400～600℃炭化温度下,孔道变化明显,表面更粗糙,比表面积和总孔体积增大,中、微孔数量增多;当炭化温度升高到600℃以上,生物炭表面孔状结构发生坍塌,表面变平整,比表面积和总孔体积减小;炭化温度为600℃下制得的枇杷籽生物炭对大肠杆菌发酵液的吸附率为70%左右,对大肠杆菌悬浮液的吸附率为80%以上,枇杷籽生物炭对微生物菌群的吸附效果良好,经过后续优化有作为微生物载体的潜力。枇杷籽具有开发为生物炭并进行进一步应用的潜在价值。     

生物质基炭膜的制备及其对Pb(Ⅱ)的吸附

以生物质二层牛皮为原料,在控制热分解条件下制备了生物质基炭膜。利用TG/DTG、XRD、FT-IR、SEM、TEM和低温N_2吸附-脱附等方法对在不同炭化温度下(550~950℃)制备的生物质基炭膜形貌特征、孔隙结构及其表面化学性质进行了表征。考察了炭化温度、反应时间、溶液pH、加入量等因素对炭膜吸附溶液中铅离子的影响。表征结果表明:随着炭化温度的升高,生物质基炭膜碳微晶趋于石墨化发展,总孔容积持续增大,孔隙结构变得更加发达。实验结果表明:随炭化温度升高,生物质基炭膜对铅离子的吸附效果明显变好;在初始铅离子质量浓度为50 mg·L~(-1)、溶液pH为5.5、吸附剂加入量为1.5 g·L~(-1)、吸附时间为6 h的条件下,950℃下所制炭膜对铅离子有较好去除效果,去除率可达99.9%,吸附容量为32.76 mg·g~(-1)。     

生物质材料预处理餐饮废水

采用4种廉价的生物质材料（水葫芦、柚子皮、木屑、核桃壳）用于餐饮废水的预处理。通过静态烧杯实验，研究了各生物质材料预处理废水的效果及最佳处理条件。结果表明，生物质材料对废水中COD的去除率均在45％以上，油脂吸附量为4～16mg／g，最优吸附材料为水葫芦，COD去除率达65％，油脂吸附量为16mg／g；水葫芦和柚子皮的最佳处理条件为：粒径〈0．2mm，投加量为20g／L，废水pH为4，处理时间为2h，温度为20℃；木屑和核桃壳的最佳实验条件为：粒径〈0．2mm，投加量为28g／L，pH为2，处理时间为2．5h，温度为20℃。生物质对餐饮废水的预处理，为废水中大量有机物和废弃油脂的去除提供了新思路和途径。     

金属离子对松子壳水热碳化固体产物的影响

以废弃生物质松子壳为原料,利用水热碳化法在180~250℃下制备生物炭,考察添加金属离子(Ca~(2+)、Zn~(2+)、Al~(3+)和Fe~(3+))对松子壳生物炭的影响。通过元素分析、傅里叶红外光谱、扫描电子显微镜等技术对松子壳生物炭的结构进行了分析和表征。结果表明,4种金属离子均对松子壳水热碳化起到促进作用,金属离子的加入可在较低温度下得到具有较高碳含量及热值的生物炭。添加金属离子的水热炭化过程在180~230℃以脱水为主,伴随脱羧反应,在230~250℃以脱甲烷化为主。在4种金属离子中,Fe~(3+)对松子壳水热碳化的促进作用最大,温度180℃时,添加Fe~(3+)所得生物炭的碳含量和热值分别为66.59%和24.40 MJ·kg~(-1),是在纯水中180℃时生物炭的碳含量的1.29倍,热值的1.31倍。在扫描电镜中发现添加Fe~(3+)生成的生物炭出现的球形结构较多。通过调节温度以及添加适合的金属离子可实现对炭微球的粒径及数量的控制。     

水热、热裂解制备稻秸炭的表征与吸附特性

以稻秸为原料,分别通过水热炭化和热裂解炭化制备稻秸炭(分别记为水热炭和热解炭),通过傅立叶红外线光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和BET分析,比较两种稻秸炭的差异,通过亚甲基蓝、Cu~(2+)的吸附实验,分析其对有机物与金属离子的吸附性能。结果表明:水热炭表面含有更丰富的含氧官能团,结构更加规整,但比表面积低于热解炭;水热炭对亚甲基蓝的吸附能力略低于热解炭,但对Cu~(2+)的吸附能力显著高于热解炭;两种稻秸炭对亚甲基蓝的吸附及热解炭对Cu~(2+)的吸附通过表面吸附及颗粒内扩散共同发挥作用,更符合Freundlich模型;水热炭通过表面含氧官能团与Cu~(2+)相互作用,对吸附Cu~(2+)具有显著优势,Langmuir模型更适合于对其吸附数据进行拟合。     

射频识别技术在废弃电器电子产品处理审核中的应用

自2012年以来,中国建立了废弃电器电子产品处理基金制度,通过补贴支持废弃电器电子产品的规范处理。相关政策明确要求加强废弃电器电子产品拆解处理的环保核查和数量审核,防止补贴资金骗补行为的发生。介绍了中国目前废弃电器电子产品基金审核的方式及存在的问题,并提出了构建物联网、应用射频识别(RFID)技术的解决方案,可以实现废弃电器电子产品的实际拆解过程与虚拟数据信息管理系统的无缝对接,从而有效改进基金审核的效果。     

不同水热炭化条件处理青霉素菌渣制备生物炭

为了考察不同水热炭化条件处理青霉素菌渣制备的生物炭特征,采用菌渣中分别添加氯化钠、柠檬酸和硝酸铁为添加剂和分别设置不同温度的方法,分析不同温度、不同添加剂对水热炭化产物特征的影响。结果表明,在210℃时,各种样品的干重产率较高。对于水热产物结构,RNa温度最佳为210℃;RAc和RFe最佳温度为180℃。在180℃时,RH产物孔径平均当量直径最大为3.61μm;RNa、RAc、RFe变化不大,分别为3.08、3和3.16μm,变化幅度小于0.2μm;在210℃时,对照产物孔径平均当量直径大于180℃时产物为3.94μm;而RNa为2.99μm,RAc、RFe孔径依次减小,为别为2.33μm和1.84μm。添加剂对产物孔径平均当量直径有影响,而添加剂种类影响不大;温度变化对RNa产物孔径平均当量直径影响不大,对RFe产物影响最明显。     

纤维素废弃物水热处理制H2的研究进展

水热处理为纤维素废弃物资源化应用开辟了一条新的途径,文中就水热处理技术的特点、水热条件下纤维素的降解过程进行了介绍,并着重综述了纤维素废弃物水热制H2方面的研究进展,同时对纤维素及其废弃物的水热处理和资源化研究前景进行了展望.     

纤维素废弃物水热处理制H2的研究进展

水热处理为纤维素废弃物资源化应用开辟了一条新的途径，文中就水热处理技术的特点、水热条件下纤维素的降解过程进行了介绍，并着重综述了纤维素废弃物水热制H2方面的研究进展，同时对纤维素及其废弃物的水热处理和资源化研究前景进行了展望。     

Hydrothermal treatment for inactivating some hygienic microbial indicators from food waste–amended animal feed

To achieve the hygienic safety of food waste used as animal feed, a hydrothermal treatment process of 60–110 °C for 10–60 min was applied on the separated food waste from a university canteen. Based on the microbial analysis of raw waste, the inactivation of hygienic indicators of Staphylococcus aureus (SA), total coliform (TC), total aerobic plate counts (TPC), and molds and yeast (MY) were analyzed during the hydrothermal process. Results showed that indicators' concentrations were substantially reduced after hydrothermal treatment, with a greater reduction observed when the waste was treated with a higher temperature and pressure and a longer ramping time. The 110 °C hydrothermal treatment for 60 min was sufficient to disinfect food waste as animal feed from the viewpoint of hygienic safety. Results obtained so far indicate that hydrothermal treatment can significantly decrease microbial indicators' concentrations but does not lead to complete sterilization, because MY survived even after 60 min treatment at 110 °C. The information from the present study will contribute to the microbial risk control of food waste–amended animal feed, to cope with legislation on food or feed safety.

Implications: Reduction of microbial indicators at ramping time and holding time during the hydrothermal process showed that hydrothermal treatment is an effective method to achieve hygienic feed from food waste to a certain extent, but the conditions researched in this study were not enough for the complete sterilization of food waste, because of the different heat resistance of bacteria and spores.     

Hydrothermal treatment for inactivating some hygienic microbial indicators from food waste-amended animal feed

To achieve the hygienic safety of food waste used as animal feed, a hydrothermal treatment process of 60-110 degrees C for 10-60 min was applied on the separated food waste from a university canteen. Based on the microbial analysis of raw waste, the inactivation of hygienic indicators of Staphylococcus aureus (SA), total coliform (TC), total aerobic plate counts (TPC), and molds and yeast (MY) were analyzed during the hydrothermal process. Results showed that indicators' concentrations were substantially reduced after hydrothermal treatment, with a greater reduction observed when the waste was treated with a higher temperature and pressure and a longer ramping time. The 110 degrees C hydrothermal treatment for 60 min was sufficient to disinfect food waste as animal feed from the viewpoint of hygienic safety. Results obtained so far indicate that hydrothermal treatment can significantly decrease microbial indicators' concentrations but does not lead to complete sterilization, because MY survived even after 60 min treatment at 110 degrees C. The information from the present study will contribute to the microbial risk control of food waste-amended animal feed, to cope with legislation on food or feed safety.     

Catalytic CO2 gasification of rubber seed shell-derived hydrochar: reactivity and kinetic studies

In this study, hydrothermal carbonization (HTC) of a biomass was used as a means to improve the physicochemical properties of rubber seed shell (RSS) and enhance its reactivity in the char-CO₂ gasification reaction, known as the Boudouard reaction (C + CO₂ ? 2CO). Hydrochar samples were developed by hydrothermal treatment of RSS, without separating the solid residue from the liquid product, at 433, 473, 513, and 553 K under autogenous pressure. The CO₂ gasification reactivity of the developed hydrochars was then investigated at different heating rates (5, 10, 20, and 30 K/min) by the non-isothermal thermogravimetric method. The hydrochars revealed higher reactivity and improved gasification characteristics compared to the untreated biomass, while the hydrochar which was filtered from the liquid slurry showed lower reactivity compared to the untreated biomass. This was due to the chemical and structural evolutions of the biomass during hydrothermal treatment as indicated by various analyses. The gasification reactivity of the hydrochar was substantially enhanced by introduction of a catalyst (NaNO₃) during HTC. Kinetic analysis of the char-CO₂ gasification reaction was carried out by applying Flynn-Wall-Ozawa (FWO), Kissinger-Akahira-Sunose (KAS), and Starink isoconversional methods, and thermodynamic parameters were also determined. The activation energy of the Na-loaded RSS hydrochar in CO₂ gasification (120–154 kJ/mol) was considerably lower than that of the untreated biomass (153–172 kJ/mol). Thermodynamic studies also confirmed the promoting effect of hydrothermal treatment and catalyst impregnation on enhancement of reactivity of the virgin biomass and reduction of gasification temperature.

     

固体废物在固定床式热解炉内热解产气特性的实验研究

垃圾热解技术以其较低的污染排放和较高的能源回收率在固体废弃物处理领域里占有重要地位。利用小型外热型热解炉对城市垃圾、生物质及有害固体废弃物进行热解实验 ,分析发现 ,物料的挥发分、加热方式以及热解终温等对产气影响大 ,随温度的增加产气中H2 含量逐渐增多 ,C2 H4和C2 H6 的含量逐渐下降 ,气体热值有一个最大值。     

有机固体废物堆肥化处理的微生物学机理研究

由于符合持续发展的理念 ,利用微生物技术处理有机固体废物越来越受到人们的重视 ,其核心问题则是木质纤维素的生物降解。随着园林废物等高木质纤维素含量的城市生活垃圾的不断增加 ,以及对农业固体废物和食品工业废物再利用的需要 ,这一领域的研究取得了很大的进展。在研究中 ,针对好氧堆肥和厌氧发酵 2项主要的微生物处理技术 ,对其优势微生物菌群、不同降解底物和微生物降解动力学方面的最新研究进展进行了回顾和总结 ,并对环境微生物制剂的应用以及有机固体废物的微生物处理技术的发展做了合理的展望。     

城市生活垃圾堆肥过程控制技术的现状和发展

介绍了堆肥处理过程的特点 ,叙述了国内外城市生活垃圾过程控制技术的发展现状 ,指出了该技术今后的主要发展方向及发展趋势 ,并讨论了垃圾堆肥过程控制面临的理论与实际问题。     

利用污泥进行水体中重金属生物吸附研究现状及展望

对国内外利用废水处理等工业过程中所产生的污泥作为生物吸附剂吸附水体中重金属的研究现状进行了综述和分析，包括其预处理技术、反应机理、主要影响因素、处理效果以及反应器工艺等。同时，对该技术未来的发展趋势进行了展望，指出依托现有废水处理设施进行集约化开发将是该工艺的发展方向。     

废LCD面板有机材料水热资源化产乙酸

LCD面板主要由附着偏光片及液晶等有机材料的玻璃面板构成。有机材料的去除及资源化利用是废LCD面板处理的第一步。在水热条件下对废LCD面板进行了降解产酸研究。研究考察了反应温度、反应时间、氧化剂用量、水用量及pH值等对水热产乙酸产率及选择性的影响。通过正交实验确定了水热产乙酸的最佳操作条件：反应温度325℃，反应时间5min，氧化剂（30％H2O2）0．6mL，用水量2mL，近中性环境（pH6-6．5去离子水）。此条件下，乙酸产率及选择性分别为68．83％及70．56％。结果表明，以废LCD面板有机材料为原料，采用水热技术进行产乙酸反应，可实现其资源化再利用。