糠醛生产废渣直接转化为复合肥：添加剂（Ⅱ）配方与蒸 …

采用复合添加剂（Ⅱ），主要成分为：重钙、磷酸、亚硫酸氢钠和碳酸钙等，以稻草（或麦杆）为原料，用硫酸酸化水解制取糠醛，硫酸浓度为６％（摩尔％），液固化为１：１￣２：１（ｗｔ／ｗｔ），复合添加剂（Ⅱ）与原料的比为０．０５：１（ｗｔ／ｗｔ），出醛率：稻草为１０％；麦杆１１％，废渣全部转化为中性复合肥。     

干发酵对稻草结构及产沼气的影响

为了防止稻草焚烧产生的环境污染,采用厌氧干发酵方式对稻草进行资源化处理.通过稻草元素的分析、X射线衍射(XRD)及红外光谱(FT-IR)的分析,考察了干发酵及预处理对稻草结构的改变.结果表明,稻草干发酵60d单位挥发固体累积产气量278.1mL/g (0℃),前30d产气占总产气量的90.3%;XRD显示稻草纤维晶体为纤维素Ⅰ型,堆沤预处理和厌氧发酵未改变纤维素的晶型,但略微增加纤维素的结晶度;FT-IR表明:堆沤预处理使聚糖脱聚、纤维素分子键氢键增强和木质素结构部分改变;发酵主要使聚糖脱聚与降解.     

环氧氯丙烷改性稻草的光降解研究

利用QUV耐候加速仪对天然稻草、预处理稻草和环氧氯丙烷改性稻草进行了光降解老化实验,研究其在光降解后的失重率和红外光谱图变化。结果表明,经过576h光降解实验后,改性稻草的失重率接近于天然稻草的失重率,分别为2．50％和2．49％,而预处理稻草的失重率仅为1．71％。红外光谱图显示,天然稻草光降解后,木质素含量明显降低;预处理后稻草中的木质素和半纤维素被去除;预处理稻草经环氧氯丙烷改性后,醚键增多,改性稻草光降解后-CH2和-CH2的含量降低,说明脂肪族化合物发生分解。     

碳氮比对稻草和猪粪生物处理及厌氧消化的影响

以农业废弃物稻草和猪粪为发酵原料,首次采用纤维素降解复合菌系对稻草和猪粪混合物进行生物处理,通过考察不同碳氮比(25∶1、30∶1、35∶1和40∶1)条件下稻草和猪粪混合物生物预处理的发酵特征及后续的产甲烷能力,探讨了碳氮比对稻草和猪粪的协同生物预处理及厌氧消化效果的影响.结果表明,控制碳氮比为30∶1、料水比为11%时,稻草和猪粪混合物经纤维素降解复合菌系于55℃预处理30 h后其厌氧消化效果最佳.在此条件下,稻草和猪粪降解液中滤纸酶活和羧甲基纤维素酶酶活分别达到了2.18和2.31 IU,其失重率高达41.69%;随后经厌氧发酵后其甲烷产率和产甲烷速率分别可达318.14 m L·g-1(以VS计)和10.61 m L·d-1·g-1(以VS计),且总量为9.9 g的稻草和猪粪混合物的总甲烷产量可达1948 m L,上述结果相对于未经生物预处理的对照组均提高了38%.本研究结果可进一步为其它种类的农作物秸秆和畜禽粪便的高效资源化利用提供理论支撑,展现出了巨大的应用潜力.     

固相反硝化同时去除地下水中硝酸盐和阿特拉津的试验研究

以稻草秸秆作为固相反硝化的碳源和载体,采用自行设计的有机玻璃反应柱研究固相反硝化对地下水中硝酸盐和阿特拉津同时去除的效果。结果表明,当硝酸盐初始浓度分别为50,100 mg/L时,出水硝酸盐浓度在5 d内均达到较高去除率。当硝酸盐的初始浓度提高至150 mg/L时,硝酸盐去除率降低至82.3%。系统反硝化作用稳定,且表现出了一定的耐冲击负荷能力。研究还发现,随着阿特拉津浓度的提升(1,5,10 mg/L),去除率由80%下降至30%。试验结果表明高浓度的阿特拉津更容易达到稻草秸秆的饱和吸附量,产生较多无法被吸附的阿特拉津剩余量。相较于硝酸盐,阿特拉津更容易受到水力停留时间变化的影响,硝酸盐去除率在试验中一直维持在80%以上。阿特拉津去除率随水力停留时间的延长而增加,在HRT为8 h时,稻草秸秆对阿特拉津达到吸附饱和,最大去除率为78.64%。试验表明,适宜的HRT对阿特拉津和硝酸盐的同时去除起着关键作用。     

不同植物组培苗对多氯联苯的移除效果研究

多氯联苯(polychlorinated biphenyls,PCBs)是有机污染物的一种,容易在人体和动物体内富集放大,严重影响了人类的健康。在众多修复方式中,植物修复具有成本低、无二次污染等优势,已成为多氯联苯修复的主要研究方向。利用不同植物组培苗污染物暴露体系,对荻、油菜、毛白杨、藏川杨、刺槐移除Aroclor1254进行了研究。气相色谱定量分析发现培养45 d荻组培苗对Aroclor1254的单位生物量的移除率为11.214μg/g;培养30 d油菜组培苗对Aroclor1254单位生物量的移除率为11.032μg/g;培养35 d毛白杨组培苗对Aroclor1254单位生物量的移除率为41.807μg/g;培养35 d藏川杨组培苗对Aroclor1254单位生物量的移除率为38.655μg/g;培养45 d刺槐组培苗对Aroclor1254单位生物量的移除率为73.478μg/g。Aroclor1254暴露条件下刺槐根毛发育好于其他4种植物,表现出较好的适应性和较好的移除效果。     

控源及改良措施对稻田土壤和水稻镉累积的影响

为研究稻草移除/还田、截断大气沉降、清洁水灌溉和石灰调控等途径对土壤和水稻镉(Cd)累积的影响,于2016年4~10月在湘潭、醴陵和株洲选择典型Cd污染稻田开展田间小区综合试验.结果表明,各处理对土壤Cd总量无显著影响.石灰调控下土壤pH平均提高了0.87个单位,土壤中有效态Cd含量平均降低了33.7%,水稻根、茎叶和糙米Cd积累量分别降低了47.9%、46.7%和54.8%,水稻根、茎叶和糙米Cd富集系数均显著低于对照;清洁水灌溉和截断大气沉降对土壤pH的影响整体略呈上升趋势,分别上升了0.44和0.49个单位,土壤有效Cd含量分别降低了18.2%和14.5%,水稻根、茎叶和糙米Cd积累量比对照分别降低了32.6%、24.2%、18.0%和17.6%、11.3%、25.4%.然而,稻草还田对晚稻土壤pH影响情况不明显,但土壤中有效态Cd含量上升了6.1%,水稻植株Cd积累量也整体呈上升趋势.上述研究结果表明,通过施用灌溉清洁水和截断大气沉降源、稻草移除、石灰等措施可以确保中轻度Cd污染稻田水稻安全利用.     

氯化钙活化稻草秸秆生物质炭的制备工艺及其吸磷性能研究

在大多数生态系统中,磷(P)元素是植物生长的限制性元素,也是造成水体富营养化的主要原因.而水体中P的去除方法中尤以吸附法的研究和应用最为广泛.本文以稻草秸秆为原料,Ca Cl2(质量分数10%)为活化剂制备活性生物质炭,作为控制农业面源污染的吸P材料.通过控制稻草秸秆炭制备的炭化温度、浸渍比等工艺条件及溶液初始P浓度、吸附时间、秸秆炭用量、干扰离子、pH等试验条件,研究改性稻草秸秆炭吸P性能及其吸附机理.试验结果表明:在考虑经济性的前提下,稻草秸秆炭吸P性能最优的制备工艺条件为:炭化温度为700℃,浸渍比(m稻草∶m氯化钙)为1∶0.5;改性稻草秸秆炭处理含10 mg·L-1PO3-4-P(以P计)水样,P去除率可达到97%,溶液pH从6.87升至9.52;对稻草秸秆炭对P的吸附情况采用Langmuir和Freundlich吸附模型进行拟合,R2可分别达到0.947和0.892,说明其主要为单分子层化学吸附;此外,根据溶液的pH和P浓度的变化情况,推测P的吸附主要由离子交换实现,即PO3-4-P(主要为H2PO-4)取代结合在Ca离子上的氢氧根而被吸附,秸秆炭上的氢氧根释放,水样pH值上升.     

稻草末固定白腐菌处理染料废水的研究

对采用微电解－白腐菌生物降解－石炭絮凝系统处理活性染料废水进行了研究。试验结果表明，废水的COD去除率和色度除率均达到95％以上，出水水质符合废水排放标准。     

改良硫酸法制取糖醛联产复合肥新工艺研究

研究了以稻草和麦杆为原料，用改良硫酸法制取糖醛的工艺条件，结果表明：用２０％硫酸（液固为２．５：１），加入复合添加剂（１）或（２）知加比例为１５％～３０％，常压，１００℃蒸馏２ｈ，出醛率达理论出醛率的７０％～８０％，綮一部变为中性复合肥料。