基于湿解技术处理木质纤维类废物的研究

运用木质纤维素固体基质半纤维素、纤维素和木质素定量分析程序等分析检测了不同湿解工况下草坪草和杂草主要组分的化学变化。结果表明,在湿解过程中草坪草和杂草中半纤维素、纤维素的相对含量呈减少趋势;木质素类物质经过衍生和小分子缩合后,其相对含量呈增加趋势;湿解最终产物呈弱酸性,可以用来改良碱性土壤。经过湿解处理的有机物料有机质含量丰富并含有大量腐殖酸,随湿解温度升高,腐殖化程度增加。在湿解过程中有机物料的主要化学组分同时受到热、湿、水解等各种作用,最终形成腐殖质。     

不同比例湿解产物在土壤中的物质变化及腐熟度

将经湿解工艺处理后的园林废物与土壤按1：3、1：5和1：10（湿质量）3种比例均匀混合作为实验物料，同时以自然土壤作为参照，研究了在田间条件下，不同浓度的湿解产物在土壤中的物质变化以及腐熟度。结果表明：在培养期间，3种比例混合物料的温度均接近于土壤对照样的温度，稍低于环境温度；pH值均略呈碱性，并随土壤浓度的增加而接近土壤对照样的pH值；ω（C）／ω（N）比、ω（水溶性有机碳WSC）／ω（有机态氮Norg）和ω（NH4^＋-N）／ω（NO3^--N）均随培养时间的增加而下降，而阳离子交换最（CEC）和CEC／ω（全C）恰好相反，并随湿解产物浓度的增加而增加，14d后，这些指标均接近土壤对照样的参数，实验结束时，均达腐熟。3种比例混合物料的种子发芽系数均大于80%，湿解产物浓度对种子发芽系数无明显抑制作用，湿解后的产物可直接安全应用于土壤中。     

湿解产物与堆肥在土壤中的稳定性和腐熟度比较分析

研究了不同培养阶段湿解产物与土壤混合物(HTS)的物质变化特征、稳定性和腐熟度,并与堆肥和土壤混合物(CS)及自然土壤进行了对比。结果表明:在培养过程中,所有HTS和CS的参数变化趋势相似,HTS的温度变化接近于CS的温度变化,稍高于自然土壤的温度,低于环境温度;pH值变化不大,基本稳定在7.6左右;在培养初期,水溶性有机碳比有机态氮w(WSC)/w(Norg)小于0.55,种子发芽系数(GI)高于80%;培养14d后,w(C)/w(N)降低至小于20,w(NH4 -N)/w(NO3--N)渐渐趋于稳定至小于0.16,GI基本高于100%;49d后,HTS的CO2释放率接近CS和自然土壤的CO2释放率;种子发芽系数的变化表明,湿解产物中含有更丰富的营养元素,可以促进植物根系的生长;相关性分析显示,w(WSC)/w(Norg)、w(NH4 -N)/w(NO3--N)和GI可以作为湿解产物腐熟度的评价指标。综合各项参数表明,湿解产物在土壤中会很快达到稳定,可以安全应用。     

不同时间下反应水溶液对麦秆水热碳化的影响

为了研究回收溶液环境下不同停留时间时生物质的水热碳化过程和产物特性,在自动升温高压反应釜中,以麦秆为实验原料,回收220℃和120 min麦秆水热反应溶液作为溶剂,进行反应时间为30~180 min,反应温度为220℃条件下的水热碳化实验研究。研究发现,回收溶液环境中,同纯水环境相同的停留时间条件下,麦秆水热固体产物产率无明显变化,而碳含量则有所增加,芳香化和有序化程度逐渐提高;液体产物中还原糖浓度从90 min时的11.16 g/L下降至180 min时的6.25 g/L,糠醛和5-HMF浓度随停留时间的增加变化幅度较小,回收反应溶液对于改善固体产物碳化程度和固存液体产物中碳是有利的。     

可降解有机物湿解实验及产物分析

湿解是环境友好的新型有机废物处理工艺,湿解实验在反应温度450K,反应时间1h的工况下,对杂草和马粪进行湿解,并分析了两种物料的湿解产物。结果表明:杂草和马粪经湿解处理后,分别得到了18.8%和16.3%的原料转化率,有机质转化率均超过了95%,可为土壤提供丰富的有机质;两种湿解液中所含物质基本上均集中在166.7~428.9及1122~1622的两组质荷比范围内,湿解液呈弱酸性,其中奎尼酸、柠檬酸和L-苹果酸含量丰富。     

湿解处理木质纤维类废物的实验研究

湿解是环境友好的新型有机废物处理技术.在小型湿解实验装置中,对草坪草进行了湿解实验,引入了能够综合反应操作温度和停留时间对湿解反应影响的反应强度参数,运用木质纤维素固体基质半纤维素、纤维素和木质素定量分析程序,灼烧法,容量法,浸提法和高效液相色谱等考察了在不同反应强度参数下,湿解对固体产物和液体产物的影响.结果表明,随反应强度的增加,湿解后固体产物减重的现象增加;半纤维素残留量明显下降,纤维素由于其复杂的晶体结构,其残留量变化差别不大,但有约70％左右的纤维素被降解;有机质转化率逐渐增加;木质素质量分数由于湿解产物的重聚与缩合而高于原料中木质素分数浓度.在研究选用的反应强度参数3.16～4.63范围内,湿解产物腐殖化率大于0.8,有较好的腐熟度.湿解液体产物的分析表明:当反应强度增加时,总可溶性糖的质量浓度先增加而后下降,乙酸和糠醛一直呈增加的趋势.