生物炭、沸石与膨润土混施对玉米生长和吸收Cd、Pb、Zn的影响研究

矿区周边农田土壤重金属污染严重威胁着粮食安全,利用原位钝化修复技术,在农业生产的同时进行重金属污染农田土壤治理,收获符合卫生标准的农产品,具有重要的现实意义。选取生物炭、沸石粉和膨润土3种钝化剂开展田间试验,研究不同用量钝化剂单施及混施对玉米(Zea mays L.)生长、玉米籽粒吸收Cd、Pb、Zn与土壤有效态Cd、Pb、Zn等的影响,旨在为Cd-Zn复合污染农田安全生产和阻控提供数据支持。结果表明:单施及混施不同用量钝化剂均能促进玉米株高、叶面积和生物量增加,显著提高玉米产量(P0.05),钝化剂处理较对照CK增产3.41%-31.69%。不同钝化剂处理可提高土壤pH值和有机质含量,明显降低土壤中的有效态Cd、Pb、Zn含量,与CK相比,单施及混施不同用量钝化剂导致土壤有效态Cd、Pb、Zn分别降低23.02%-45.24%、4.86%-21.46%、16.38%-32.60%,其中5%SFP(5%生物炭+5%沸石粉+5%膨润土)处理降低效果最显著,2%SFP处理次之;单施及混施不同用量钝化剂都能降低玉米籽粒对Cd、Pb、Zn的吸收,其中5%SFP处理能明显降低玉米籽粒中Cd、Pb、Zn含量,较CK分别降低68.18%,39.49%,31.83%。综合表明,在原位钝化修复Cd-Zn复合污染农田土壤时,钝化剂混合施用的效果好于单施,以5%SFP混合施用的效果最佳。     

厨余垃圾半连续干式厌氧发酵的影响因素研究

探究了半连续干式厌氧发酵过程中有机负荷（organic loading rate,OLR）、搅拌速率和物料停留时间对甲烷产量的影响;并采用结构方程模型探究调控因素与厌氧体系中间产物和甲烷产量的动态变化。结果表明:提高OLR至5.5 g VS/（L·d）时,产甲烷效果最佳,平均日甲烷产量达到3084.40 mL/（L·d）。提高搅拌速率和物料停留时间可促进甲烷产生,但过低或过高的停留时间会导致NH₄+-N和VFAs积累并抑制厌氧产甲烷过程;综合考虑,搅拌速率为20 r/min,停留时间为1 d最有利于甲烷的生成。结构方程模型结果显示:在厨余垃圾半连续干式厌氧发酵过程中,搅拌速率和物料停留时间对甲烷产量的影响大于OLR,其标准总效应分别为0.435、0.370和-0.04,这主要是由于提高搅拌速率有效缓解了干式厌氧发酵中VFAs对甲烷产量的抑制效应。     

国内成功运营的餐厨垃圾处理厂臭气排放特征研究

选择目前国内成功运营的餐厨垃圾资源化处理厂为采样点，采用气相色谱．质谱联用（GC／MS）技术对该厂的主要工段，如卸料室、破碎室、湿热反应器出气口、好氧发酵仓、厌氧发酵区以及厂界的臭气进行了定性和定量的分析。结果表明，6个采样点共检测出包括芳香烃、硫化物、卤代物、烯烃、烷烃、醇、醛、酮和酯在内的9类66种物质，各采样点臭气总浓度分别为：11．738、18．390、30．917、25．097、4．737和2．635mg／m3。其中湿热反应器出气口处恶臭气体浓度最高，其芳香烃、硫化物、卤代物、烯烃、烷烃、酮及酯类物质均高于其他检测点，需对该工段进行重点监测和控制。恶臭排放特征分析表明，各点的H2S浓度均超过嗅觉阈值，除厂界外甲硫醇和二甲二硫检测值均超过嗅觉阈值。     

城镇化对永城市浅层地下水水质的影响

城镇化对很多地区的地下水水质造成了严重破坏,研究其破坏机制及其主要因素可为城市地下水资源开发、保护和修复提供参考。以河南省永城市为例,在对比分析实地调查采样数据和历史数据的基础上,运用多种方法综合研究城镇化对浅层地下水质的破坏机制及其主要影响因素。结果表明:随着城镇化的发展,永城市浅层地下水水化学类型趋向复杂化;城镇化初期影响浅层地下水水质的主要组分为农业活动带来的NO-3浓度上升,而城镇化高速发展期变为工矿业废水排放带来的SO42-。综合分析可知:城镇化对浅层地下水水质的影响在不同阶段呈现出不同的特征,且影响因素也不同,因此应根据城镇化发展的程度和阶段开展有针对性的地下水污染防治工作。     

中药行业药渣资源化的低碳经济模式

发展低碳经济是推进企业节能减排、实现可持续发展的有效模式。在中药行业,以药渣裂解资源化等碳中和技术及其他先进生产技术为依托的可持续发展模式已经出现。天津某制药企业在此模式下生产,其煤炭节约量和二氧化碳减排量验证了中药行业实行低碳发展能为企业带来巨大的环境效益和经济效益。因此,需要加大对中药行业低碳技术的关注和投入。     

不同储存条件下餐厨垃圾的变化特征及其厌氧消化产气潜力

餐厨垃圾在储存、运输过程中容易腐败变质,对其资源化利用有一定影响。考察了不同条件下储存时餐厨垃圾pH和细菌总数的变化规律,研究了室温以及5℃条件下,不同储存时间的餐厨垃圾的厌氧发酵产气潜力。结果表明:随储存温度的降低,餐厨垃圾pH值的下降趋势有所减缓,在5℃条件下,8 h内可使餐厨垃圾的pH维持在6.0以上;15℃下餐厨垃圾储存8 h以内,细菌总数小于1.0×10~6cfu/g。室温(30℃)新鲜垃圾的累积产气量最高,达到1 422 mL。在5℃下储存4 h内的餐厨垃圾,其厌氧发酵累积产气量与新鲜餐厨垃圾的产气结果相当,而在5℃下储存8 h时,产气量与新鲜垃圾相比下降了3%,之后,随着储存时间的延长,累积产气量逐渐下降。     

低碳经济视角下中药行业药渣催化裂解资源化研究

发展低碳经济是实现企业节能减排,解决能源安全等问题的工作重点,其关键是研发和采用低碳、零碳能源技术。采用沸石分子筛、介孔分子筛、Al2O3作为催化剂,研究了中药渣催化裂解资源化技术;通过实验得出,燃油产率最高为34.26%,所得燃油热值为24.91MJ/kg。在此基础上,以天津某年产3000t废弃中药渣的制药企业为例,估算出该企业采用中药渣催化裂解资源化技术后,可节约煤炭使用1040.28t,减排二氧化碳4161.12t,减排废弃中药渣2277.9t。表明采用催化裂解资源化技术可以实现中药渣的生态化利用,将成为中国中药行业发展低碳经济的重要途径。     

餐厨垃圾处理厂挥发性有机物释放特征

选择目前国内成功运营的餐厨垃圾处理厂为采样点,该厂以利用餐厨垃圾生产生物蛋白饲料和厌氧发酵为主要工艺,采用气相色谱/质谱联用(GC/MS)技术对挥发性有机物(VOCs)浓度较高的工段,如破碎室、湿热反应器、好氧发酵仓进行了定性和定量分析.结果表明,3个采样点共检测出65种物质,包括醇、醛、酮、酯、芳香烃、硫化物、卤代物、烯烃和烷烃9类.湿热反应器排放VOCs浓度最高且包含物质种类最多,其中酮、酯、芳香烃、硫化物、卤代物、烯烃及烷烃类物质浓度均高于其他检测点,需对该工段进行重点监测和控制.     

沼液回流时间对厨余垃圾高含固厌氧发酵的影响

研究了高温(55±2)℃下沼液回流时间(1,6,12,24 h/d)对厨余垃圾高含固(15%TS)厌氧发酵产氢的影响,并探讨了不同沼液回流时间下微生物群落的演替规律。结果表明:增加沼液回流时间可提高产氢量,缓解VFAs积累的抑制效应,回流时间为24 h/d时氢气累积产量最大,为111.44 L,VFAs浓度为28.34 g/L,比回流时间1 h/d时降低了15.40%。厨余垃圾厌氧发酵过程中延长回流时间可恢复酸化体系的pH,且未形成氨积累。回流时间较短(12 h/d)的S实验组中,随着发酵的进行,微生物群落结构多样性降低,在门水平上Firmicutes逐渐演替为优势菌(49.2%~89.5%),回流时间较长(24 h/d)的T实验组一直保持较高的微生物多样性,发酵结束时,Firmicutes、Chloroflexi、Proteobacteria、Euryarchaeota相对丰度分别为27.8%、33.6%、13.0%和12.3%;属水平上T实验组(24 h/d)的产氢菌相对丰度高于S实验组(12 h/d),发酵结束时产氢菌Clostridium和Thermoanaerobacterium的相对丰度分别为10.5%和3.2%。延长沼液回流时间可促进VFAs与葡萄糖代谢产氢。冗余分析表明,沼液回流时间和产气量主要与Firmicutes和Chloroflexi中菌属变化较明显相关。     

巨大芽孢杆菌在餐厨垃圾湿热处理脱出液中生长条件优化研究

选用巨大芽孢杆菌(Bacillus megatherium)作为实验菌种,以餐厨垃圾湿热处理脱出液为发酵培养基制作解磷液态菌肥。将巨大芽孢杆菌接种于餐厨垃圾湿热处理脱出液中进行培养并确定最佳发酵时间,考察初始p H值、接种量、培养温度、摇床转速、装液量和脱出液与水的混合比例对活菌数的影响。结果表明:巨大芽孢杆菌在餐厨垃圾湿热处理脱出液中最佳发酵时间为36 h,发酵最佳初始p H值、接种量、培养温度、摇床转速、装液量和脱出液与水的混合比例分别为7.5、2%、30℃、210 r/min、50 m L(250 m L锥形瓶)和1∶1。巨大芽孢杆菌在餐厨垃圾湿热处理脱出液中进行培养后可达到农业部规定的液态菌肥的活菌数(2×108cfu/m L)标准。