玉米秸秆不同保质贮存方法的研究

为了降低玉米秸秆在贮存过程中微生物对其营养物质的消耗量及其木质纤维化程度,研究了玉米秸秆在冷藏及添加甲酸或乙二醇的贮存条件下,其p H值、可溶性糖(WSC)质量比、纤维素质量比、半纤维素质量比、木质素质量比的变化规律,分析不同处理方法的保质效果,并确定最佳保质贮存方法。结果表明,冷藏处理、添加甲酸或乙二醇均能在不同程度上降低玉米秸秆的营养物质消耗量,抑制其木质纤维化。乙二醇处理后的玉米秸秆,p H值迅速降低,其WSC质量比、半纤维素质量比、纤维素质量比和木质素质量比分别为9.56 g/100 g DM、14.12 g/100 g DM、34.60g/100 g DM和10.13 g/100 g DM,与不做任何物理或化学处理的保质方法(对照组)相比,WSC质量比、半纤维质量比分别提高了524.84%、35.77%,纤维素质量比、木质素质量比分别降低了9.03%、37.74%,保存了更多的营养物质,较大程度地降低了秸秆的木质纤维化程度,有利于后续水解处理和厌氧发酵。     

Fe(NO3)3催化乙酸预处理玉米秸秆的研究

采用Fe(NO3)3催化乙酸对玉米秸秆进行预处理,以提高水解反应的效率,考察了乙酸初始质量分数和预处理时间对玉米秸秆水解反应的影响。结果表明,Fe(NO3)3可有效提高乙酸预处理秸秆的水解率。当使用0.05 mol/L Fe(NO3)3催化5%乙酸预处理秸秆15min时,与单独乙酸预处理玉米秸秆相比,水解液中葡萄糖、木糖和阿拉伯糖的质量浓度分别提高了110%、250%和10%,同时秸秆中半纤维素和纤维素的水解率分别提高了49%和14%;与单独0.05 mol/L Fe(NO3)3预处理玉米秸秆相比,水解液中相应的各单糖质量浓度分别提高了131%、68%和61%。随乙酸初始质量分数增加,水解反应中各产物的质量浓度均逐渐增加。乙酸初始质量分数从1%增加到5%,水解玉米秸秆15 min时,水解液中葡萄糖、木糖和阿拉伯糖的质量浓度分别从8.67 g/L、11.68 g/L和3.19 g/L升高到11.86 g/L、13.78 g/L和3.23 g/L。延长预处理时间有利于秸秆的水解反应,但太长会导致玉米秸杆中半纤维素和纤维素的水解率增加变缓。当采用0.05 mol/L Fe(NO3)3催化5%乙酸时,预处理时间从15 min延长到60 min,半纤维素的水解率从74.7%逐渐升高到92.9%,而纤维素的水解率没有变化,稳定在26%。     

常规泡沫抑制下氨水自然蒸发的模拟试验研究

为探究常规泡沫抑制氨水(NH₃·H₂O)自然蒸发的影响规律,通过小型泡沫抑制氨水蒸发试验,分析在泡沫液和覆盖高度不同条件下氨水的质量变化以及抑制效果,并极差量化分析得到不同阶段下氨水量、泡沫液种类和泡沫覆盖高度对氨水中NH₃逃逸影响规律和程度。结果表明：泡沫抑制氨水蒸发效率与泡沫膨胀比和覆盖高度呈正比;泡沫覆盖能显著影响NH₃逃逸过程;NH₃逃逸初期,氨水量影响最显著,逃逸中、末期泡沫液种类和覆盖高度的影响超过氨水量。针对其抑制规律提出了泡沫覆盖优化方案,即全过程使用泡沫膨胀比更高的泡沫液B,初始泡沫覆盖高度选择40 mm,二次添加泡沫时间选择30 min,将泡沫加至60 mm。研究结果可发现常规泡沫抑制氨水自然蒸发规律,并为实际泡沫应用提供数据支持和指导。     

粗磨粉碎对秸秆厌氧发酵产沼气的影响

通过对高效粗磨机粉碎秸秆(RS-HECGM)和传统的切割机粉碎秸秆(RS-CTM)在酸解处理、厌氧消化、能耗、粒径分布等方面的比较,探究高效粗磨机粉碎的优劣.与RS-CTM相比,RS-HECGM酸解后半纤维素降解率提高了13.23％.厌氧发酵后,RS-HECGM中纤维素和半纤维素的降解率分别达到58.85％、48.47％,比RS-CTM分别提高了23.58％、29.15％;累积产气量达到10 375 mL,产气率为0.3127 L/gVS,较RS-CTM分别提高了17.43％和16.21％.RS-CTM发酵体系的总固体质量分数由发酵前的6.03％下降至3.94％,而RS-HECGM发酵体系的总固体质量分数则降至3.27％.高效粗磨机的能耗为68.75 kW·h/t,虽较切割机高8.56％,但处理量却是切割机的2.67倍,为0.8 t/h.RS-HECGM粒径分布较为均匀,10 mm以下的稻草占总量的74.08％;而RS-CTM粒径较大,10 mm以下的稻草仅占总量的39.74％.使用10 L发酵罐验证,与添加RS-CTM的发酵体系相比,添加RS-HECGM的发酵体系在产气率提升19.01％的前提下,厌氧消化搅拌能耗降低了56％.     

柠檬酸-沼气双发酵耦联工艺中钠离子的影响

提出了柠檬酸-沼气双发酵耦联工艺,用于处理柠檬酸发酵过程中产生的废水,柠檬酸废水经厌氧消化处理后作为配料水回用于下一批次的柠檬酸发酵,从而实现废水零排放。厌氧水中超过1 000mg/L的Na~+在回用过程中会严重抑制柠檬酸发酵,柠檬酸产量为118.5 g/L,较空白下降了15.6%。单因素试验表明,Na~+对柠檬酸发酵的抑制质量浓度为200 mg/L。通过对发酵过程中糖化酶、异麦芽糖酶及柠檬酸合成酶、异柠檬酸脱氢酶等胞内关键酶活力变化的分析,初步探讨了其影响机理。结果表明,高达1 000 mg/L的Na~+会导致黑曲霉胞内异柠檬酸脱氢酶活力升高,柠檬酸代谢活力增强。同时,培养基中糖化酶和异麦芽糖酶活力受到抑制,发酵结束时部分糊精和异麦芽糖不能被完全降解,残总糖质量浓度升高至30 g/L,黑曲霉可利用的糖浓度减小,柠檬酸合成速率和柠檬酸产量降低。加入过量糖化酶可以有效减弱高质量浓度Na~+的抑制作用,但柠檬酸产量仍然低于去离子水发酵。     

水稻、油菜秸秆对水中镉的吸附特性

为了解水稻秸秆和油菜秸秆对废水中Cd2+的吸附特性,研究了吸附时间、初始离子质量浓度、秸秆投加量、初始pH值和振荡速率对溶液中Cd2+去除率与吸附量的影响,通过动力学、热力学模型拟合和扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)分析,探讨其吸附机理.结果表明:水稻和油菜秸秆具有良好的Cd2+吸附效果,pH值为4～7时,Cd2+吸附率均可达到50％以上;在投加量为10 g/L、初始pH值为6、振荡速率为150 r/min、温度为25℃的条件下,处理200 mg/L含Cd2+废水时,水稻和油菜秸秆对Cd2+的去除率分别达到66.5％和68.2％,吸附平衡时间约为90 min;其吸附动力学过程以准二级动力学方程拟合效果最好,等温吸附模型符合Langmuir方程,在25℃下油菜秸秆和水稻秸秆的最大吸附量理论值分别为14.28 mg/g和13.76 mg/g;结合SEM和FTIR分析推断,两种秸秆吸附Cd2主要发生在吸附剂表层,吸附过程以化学吸附为主.研究表明,油菜秸秆和水稻秸秆是具有潜在利用价值的Cd2+吸附剂.     

碱对含油污泥超临界水氧化的影响研究

在间歇反应釜中进行含油污泥超临界水氧化试验,反应压力为25 MPa,反应温度为390～450 ℃,反应时间为1～10 min条件下,研究添加Na2CO3和NaHCO3对含油污泥超临界水氧化的影响.结果表明,添加Na2CO3和NaHCO3均有利于COD的去除,且NaHCO3的处理效果优于Na2CO3.NaHCO3的适宜添加质量浓度为100 mg/L,且低温下的处理效果优于高温,而高温甚至起到了抑制作用.在390 ℃、25 MPa、NaHCO3添加质量浓度100 mg/L、过氧量427%条件下,反应5 min后含油污泥的COD去除率达86%,比添加前提高了10.7%,同时也降低了中间产物CO和醋酸的收率.本研究为开发超临界水氧化含油污泥无害化处理新技术和新方法提供了参考.     

微囊藻毒素对不同生育期水稻生长的影响

灌溉水中的微囊藻毒素不仅会影响作物生长与产量,还可能沿食物链传递而威胁人类健康。以水稻为试材,研究了不同质量浓度(1μg/L、100μg/L、1 000μg/L、3 000μg/L)微囊藻毒素(MCs)对幼苗期和孕穗期水稻生长与成熟期水稻产量的影响,以及MCs在3个生育期水稻中的积累。结果表明:处理7 d后,1μg/L MCs处理对幼苗期水稻生长有一定促进作用,而对孕穗期水稻生长没有影响,高质量浓度MCs(≥100μg/L)抑制幼苗期和孕穗期水稻的生长;胁迫结束且恢复7 d后,100μg/L处理组孕穗期水稻根长、根表面积恢复能力强于幼苗期,株高、叶面积低于幼苗期,而1 000μg/L和3 000μg/L MCs组水稻各指标不仅未恢复,且劣于胁迫期,水稻产量下降92.4%和95.2%。用酶联免疫法检测发现,胁迫后MCs均在水稻体内富集。对于相同质量浓度MCs处理,幼苗期水稻各器官富集能力最大,孕穗期次之,成熟期最小。3 000μg/L MCs处理组的水稻谷粒中MCs质量比达21.2μg/kg,使人体每天摄入MCs的量可能高于世界卫生组织规定的人体每天吸收MCs的上限值。     

二氧化氯发生器残液处理方法研究与比较

采用离子交换膜、离子交换树脂和铁粉还原法对复合法制备二氧化氯过程中产生的高浓度氯酸盐残液进行处理,对3种方法进行综合比较。结果表明:离子交换膜处理后氯酸盐富集质量浓度为13.06 g/L,为进水质量浓度的6.5倍,去除率大于50%,离子交换膜不可重复使用;离子交换树脂处理后富集质量浓度为23.51 g/L,为进水质量浓度的11.8倍,去除率为95%,离子交换树脂可重复使用;铁粉对氯酸根去除率为99%,可连续使用15次。综合比较处理效果、控制条件和处理成本,选择铁粉还原法为最佳方法。     

氨真空预处理对互花米草厌氧发酵特性的影响

为解决木质纤维结构对互花米草厌氧发酵过程的抑制作用,提出了氨真空预处理的方法.在氨水体积分数为10%,真空度分别为0.03 MPa和0.06 MPa的条件下对互花米草进行预处理,然后在35℃,挥发性固体(VS)质量分散为6%的条件下对预处理后的原料进行批量厌氧发酵试验.FTIR、UV和XRD分析结果表明,该预处理方法可以有效促进木质素和纤维素无定型区的降解.批量发酵试验结果表明,在36d的发酵时间内,真空度为0.06 MPa和0.03 MPa处理组的累积产气量分别达到了 136.3 mL/gVS和110.1 mL/gVS,比对照组的99.5mL/gVS分别提高了36%和11%.VFAs分析结果表明,该处理方法可以提高互花米草的水解产酸速度,从而提高发酵液中VFAs的浓度.     

稀土元素(La3+)对厨余垃圾暗发酵产氢性能影响研究

通过在厨余垃圾暗发酵产氢过程中添加不同质量浓度的稀土元素La3+,考察稀土元素对产氢性能的影响。结果表明,添加一定质量浓度的La3+能促进厨余垃圾产氢效率,而高质量浓度则有抑制效应。添加La3+质量浓度为0.5 mg/L时效果最佳,产氢量和总有机酸量达到最大,分别为43.11 mL/gVS和11 871.7 mg/L,分别是对照组的1.45倍和1.24倍。添加一定量的稀土元素也能同时促进产氢污泥的胞外多聚物的生成。     

热改性膨润土对氨氮废水的处理

通过分析热改性膨润土的种类、搅拌时间、膨润土用量、废水pH值、废水温度、废水中氨氮质量浓度对处理结果的影响,研究了热改性膨润土对氨氮废水的处理情况.实验结果表明,5 g、300 ℃热改性膨润土,在搅拌时间为40 min时,对100 mL质量浓度为160 mg/L的氨氮废水的吸附效果较好,且达到了国家一级排放标准(15 mg/L).废水pH值越高处理效果越好,废水中氨氮质量浓度越高处理效果越差.     

酸处理青霉菌对活性艳红X-3B的吸附动力学和热力学研究

采用青霉菌菌体作为吸附剂对染料活性艳红X-3B进行吸附研究,考察了染料的初始质量浓度、pH值和温度对菌体吸附能力的影响,并探讨了吸附动力学和热力学特性.结果表明,经硝酸处理后的菌体吸附能力明显增强,在pH值为3时,吸附量达到最大. 吸附过程可用准二级动力学方程来表达,平衡时吸附量的计算值和实验值吻合很好,相关系数可达0.999 8. 硝酸处理的菌体对活性艳红的吸附等温线可用Langmuir方程表达.当温度为25 ℃、30 ℃、35 ℃、40 ℃时,饱和吸附量分别为250.0 mg/g、322.6 mg/g、400 mg/g、416.7 mg/g.温度升高,吸附量增大,表明该吸附反应是吸热反应.根据热力学函数关系计算出ΔH＝35.13 kJ/mol,ΔS＝125.17 J/(mol·K),ΔG为-2.13～-4.03 kJ/mol,表明菌体对活性艳红的吸附是自发过程.     

热碱预处理强化餐厨垃圾厌氧发酵产乙酸条件优化研究

在单因素试验的基础上采用Box-Behnken响应曲面法考察热碱预处理温度、p H值和时间的单独及交互作用对餐厨垃圾厌氧发酵产乙酸的影响,并建立了乙酸产量的数学模型。结果表明,在不同的热碱预处理操作条件下,餐厨垃圾厌氧发酵均表现为典型的丁酸型发酵。3个影响因子对乙酸质量浓度影响的显著性从大到小表现为p H值、时间、温度,其中p H值的影响达到极显著水平;各因子两两交互作用的影响均不显著。回归模型决定系数R2=0.9383,p=0.00180.05,模型拟合程度好且模型显著。热碱预处理强化餐厨垃圾厌氧发酵产乙酸的最佳工艺参数为:温度78.2℃,p H=12,时间25.5 min。回归模型的预测值(48.83 g/L)与多次实测值的平均值(46.78 g/L)的相对误差为4.38%,表明模型对试验结果具有良好的预测效果。     

电解法处理高浓度含铬废水回收铬的研究

采用电解法处理Cr(Ⅵ)质量浓度为2.6～ 10.4 g/L的废水,研究电解电流、电解时间、NaCl、H2SO4对去除率的影响.结果表明,NaCl可以增加溶液电导率,Cl-可以穿透阴极表面生成的致密Cr(OH)3膜,从而降低阴极极化,同时活化铅阳极表面形成的PbO2膜,降低阳极极化.溶液中加入NaCl可以提高Cr(Ⅵ)去除率.最佳工艺条件为:Cr(Ⅵ)质量浓度7.8 g/L,电解电流1.4A,电解时间10 min,NaCl添加量2 g,H2SO4添加量2 mL,温度25℃.此时Cr(Ⅵ)去除率为99.9％.     

DTPA和钐对小鼠肝组织的影响

将昆明小鼠随机分为生理盐水组、二乙基三胺五乙酸(DTPA)组、SmCl3暴露组、DTPA+钐暴露组,分别于处理1 d、7 d、14d时处死解剖,计算肝脏器系数、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性及测定肝匀浆中的钐质量比,研究DTPA和钐对小鼠肝组织的影响。结果表明,DTPA可引起肝细胞肿胀、SOD活性升高(p0.01),但引起的MDA含量与肝脏器系数变化与生理盐水对照组相比无显著差异。DTPA促排钐后小鼠脏器系数明显低于生理盐水对照组(p0.01);处理1 d后SOD活性低于生理盐水对照组(p0.05),7 d后SOD活性高于生理盐水对照组(p0.01);MDA含量仅7 d时明显低于生理盐水对照组(p0.01);肝匀浆组织中钐质量比较钐暴露组低(p0.01),到14 d时钐质量比为8.590 0μg/g,与生理盐水组无明显差异。可见,DTPA对小鼠肝脏组织病理有影响,体内促排钐效果明显,可减少钐对肝组织的损伤。     

锌对果蝇寿命及生殖力的影响及其可遗传性

为了分析微量元素锌对动物体寿命和生殖力的影响及这种影响是否具有可遗传性,以黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)Canton S品系为材料,应用生存试验及统计分析方法检测不同质量浓度锌处理亲代果蝇后,亲代果蝇及其未受处理F1代果蝇寿命和生殖力变化。结果表明,培养基中添加质量浓度为0.026 g/L、0.052 g/L、0.104 g/L的锌均可延长亲代及未受处理F1代果蝇平均寿命、中间寿命、最高寿命及90%死亡时间,并增强其生殖力,其中0.052g/L质量浓度影响最为明显。添加高质量浓度(0.260g/L)锌可使亲代果蝇缩短寿命、丧失生殖能力。表明适当质量浓度的锌可以延长果蝇寿命,增强其生殖力,并且这种影响可遗传到子一代。     

对虾高位池循环水养殖水体悬浮物等环境因子的变化特征

为了弄清对虾高位池循环水养殖过程中水体环境因子的变动规律,有效调控水体环境质量,提高养殖效益和生态效益,以凡纳滨对虾(Litopenaeus vannarnei)为试验对象,研究了高位池循环水养殖过程中水体溶解氧(DO)、悬浮物(SS)、pH值和叶绿素a(Chl-a)等环境因子的变化特征。设计了3种不同循环处理量组,即20m3/h组(P1组)、40m3/h组(P2组)和60m3/h组(P3组)。结果表明:不同循环处理量组的循环水养殖系统均能有效提高水体中DO质量浓度,相对空白对照组,P1、P2、P3对DO质量浓度的相对增长率分别为8%、15%、18%;各循环处理量组水体pH值均稳定在7.84～7.96;P1、P2对SS处理效果不明显,P3对SS的相对降低率达到34%;P1组Chl-a质量浓度变化不明显,P2、P3组Chl-a质量浓度分别降低13%和28%。综合比较分析:对虾高位池循环水养殖系统能明显提高水体DO质量浓度,维持水体pH值稳定平衡,降低水体SS和Chl-a质量浓度;60m3/h循环处理量组对水质调控效果最好,40 m3/h组次之,20 m3/h组较差。     

蜂蜜中氯霉素残留的检测及净化方法研究

建立了反相高效液相色谱-离子阱质谱法检测蜂蜜中氯霉素残留的方法.前处理采用改良的QuEChERS方法进行快速提取和净化.采用初级次级胺进行固相分散净化,可有效吸附蜂蜜中的糖类及有机色素等杂质.提取物在流动相甲醇:水(0.2%乙酸胺)=45:55(体积比)中,用整体色谱柱进行快速分离和质谱检测.并对MS检测中2种离子化方式(电喷雾ESI及大气压化学APCI)、各种离子化方式下正负离子模式及离子检测方法(总离子检测TIC和选择性离子监测MRM)进行了综合比较,最终确定采用电喷雾电离法(ESI)负离子模式、多反应离子监测(MRM)对氯霉素进行定性定量分析.在0.2～200μg/kgg添加浓度下,添加回收率水平在78%～93%间,变异系数在3.9%以下.该方法的检出限为0.1μg/kg,在0.1～100 μg/L浓度范围内,线性方程为y=58.753x 34867,相关系数R2=0.999 5.     

预处理青霉菌（Penicilium sp.）吸附活性艳红的研究

为研究生物吸附剂青霉菌(Penicilium sp.)对染料活性艳红X-3B的吸附性能,考察了菌体预处理方法、溶液初始pH值、盐度等因素对生物吸附的影响,并对吸附机理进行了探讨.结果表明,在选取的预处理方法中,酸处理的菌体吸附效果要优于碱和盐处理.在染料质量浓度为50 mg/L时,经硝酸处理的菌体吸附效果最好,比原菌体的吸附效果提高了40%以上.试验发现改变硝酸的浓度对菌体吸附效果影响不大.硝酸处理菌体的时间越长,达到吸附平衡所需的时间越短.低浓度的NaCl有利于菌体对染料的吸附.体系中50 mg/L的Pb2 或Zn2 对吸附活性艳红有一定的促进作用.对硝酸处理菌体过程中的金属离子和pH值分析表明,菌体吸附了大量的H ,同时有K 和Mg2 释放.对菌体进行红外光谱分析表明,预处理的菌体在酰胺Ⅰ、酰胺Ⅱ和酰胺Ⅲ吸附峰处明显比原菌体增强,表明菌体主要吸附位点可能是氨基,在酸性条件下对染料以静电吸附为主.