矿物质组分对低品质生物质热解过程的影响

通过酸洗脱除低品质生物质（鸡粪与猪粪）中的矿物质组分,并使用热重分析仪对酸洗前后样品的热解行为进行了研究.结果表明,由于两种农林废物的有机组成和矿物质含量不同,导致其热解行为差异较大.鸡粪中含有大量的CaCO3,其在高温下分解放出CO2,并与鸡粪半焦中的碳发生气化反应.酸洗不但改变了禽畜粪便中矿物质的含量,而且改变了该...     

玉米秸秆作为生态厕所基质处理人粪便的实验研究

利用日本科学技术振兴机构赠送的S-15型生态厕所,以玉米秸秆作为反应基质来处理人粪便,旨在研究玉米秸秆能否代替木屑作为生态厕所的反应基质.实验过程中,对粪便和玉米秸秆混合物的减量化情况、物理性状的变化以及温度、湿度、pH值、有机质、N、P、K等营养元素和碳氮比的变化情况进行了监测.结果表明:玉米秸秆能够代替木屑作为生态厕所的反应基质,且能够有效的降解人粪便,整个反应过程中粪便和玉米秸秆混合物的干重减少率为37.3%.最终残余物的pH值和碳氮比分别为8.02和13.7,且含有大量的N、P、K等营养物质,可以作为有机肥.     

生物膜反应器降解生物质气化洗焦废水

陶瓷球作为固定介质 ,接种本实验室保藏的Pseudomonassp1和Pseudomonassp2混合菌种 ,应用生物膜反应器处理生物质气化过程中产生的洗焦废水 ,对反应器运转整个过程的进出水COD浓度、进出水苯、萘、菲、吡啶、喹啉、异喹啉的含量、反应器内和反应器出水含菌量进行测定 ,以了解生物膜反应器处理生物质气化洗焦废水的特性 .结果表明 ,反应器经挂膜、增菌后 ,可达到稳定运转状态 ,有效的控制了反应器内微生物细胞的流失 ,使生物质气化洗焦废水中的有机物得到较好去除 .     

旋转锥式闪速热解生物质试验研究

利用旋转锥式闪速热解装置,对生物质进行了闪速热解试验研究。生物质是一种可再生的能源,在无氧或有限氧气供给的条件下热解为液体、固体、气体3种燃料产品。介绍了以旋转锥式反应器为核心的闪速热解液化设备、工艺参数及产物特性,并根据此结果对比了常规热解、快速热解、闪速热解的生物油典型数据,为生物质废弃物的有效清洁利用及可再生能源的生产探索了新的途径。     

生物质循环流化床锅炉臭氧脱硝试验研究

为了揭示生物质锅炉中活性分子臭氧脱硝的特点,在一台应用了活性分子臭氧深度一体化超低排放技术的生物质循环流化床锅炉上,开展烟气臭氧脱硝试验。采用烟气分析仪测量锅炉尾部烟道活性分子臭氧喷入前和塔顶烟囱处的烟气组分,重点探究了脱硝前后烟气污染物的排放特性以及臭氧投加量对脱硝效果的影响。结果表明:由于入炉生物质燃料的水分和热值的变化有较强的随机性,机组负荷及CO、NO_x等污染物初始浓度均随之波动;烟气中NO_x初始浓度的平均值为146 mg/m³,最高值可达480 mg/m³,其瞬时值与含氧量有着非常强的线性相关性,线性回归相关系数(R²)为0.96;随着臭氧投加量的增加,脱硝率从臭氧发生器功率为118 kW时的24%增至250 kW时的95%;应用活性分子臭氧脱硝技术后,臭氧发生器功率为250 kW时,烟气中NO_x浓度一直稳定在15 mg/m³以下,满足超低排放标准要求。     

生物质破碎系统实验研究

生物质破碎是生物质能源利用和转化的前提条件。生物质原材料普遍抗压强度小、纤维长,应采用冲击、剪切和磨削等多种破碎方式才能实现高效破碎。基于此,文章研发了一套生物质精细破碎的系统,对影响破碎过程的主要参数:转速、刀片与刀盘间距以及物料含水率进行了优化研究。结果表明:该套破碎系统可完成生物质的精细破碎,破碎产品粒径控制在250μm以下,破碎能耗在70~120 kW.h/t之间,主要取决于物料含水率和破碎机工作参数。提高破碎机转速,破碎产品中较细粒径粉体(d<106μm)比重增加,破碎单位能耗上升;减小刀片与刀盘间距可提高生物质的破碎效果,但单位能耗增大;含水率越高,破碎产品中较细粉体的含量越少,单位能耗越大。综合比较,最佳破碎工况为:转速3 600 r/min,动刀片和刀盘之间的间隙8 mm,含水率10.6%,此时的能耗为98 kW.h/t,产品粒径分布为:106μm以下的占71.5%,106μm~250μm占28.5%。     

生物质粉体燃烧炉实验研究

利用生物质微米燃料进行了粉体燃烧炉实验研究。在实验工况下,该燃烧炉能够稳定燃烧;当燃料/风量为250g/m3时,主燃室温度稳定在1150℃左右,最高可达1249℃,燃料燃烧充分,燃烧效果最佳;在最佳工况下,炉膛的温度场适宜,能够满足其工业化应用需要。     

曝气生物滤池处理生物质废水及降解菌分析

生物质污水含有大量的纤维素、半纤维素、淀粉、糖类、有机酸、蛋白质,COD值很高,严重污染环境,并造成生物质资源浪费.采用曝气生物滤池(BAF) 处理生物质污水,通过分析污水化学需氧量(COD),总氮(TN)的去除率表征该系统对高COD生物质污水的处理效果.结果表明,水力停留时间(HRT)为10 h,进水运行10 h后,出水平均COD为74.90 mg/Ｌ,总氮(TN)为1.21 mg/Ｌ,去除率分别达到95.7%与94.5%,均达到国家污水综合排放标准(GB 8978-1996)第二类污染物最高允许排放浓度的一级标准.系统运行稳定后,利用扫描电镜(SEM)观察载体的表面微生物的挂膜情况,并结合微生物分离、单菌处理效果评价、16S rDNA鉴定技术对系统内去除COD的优势菌群进行了分析,优势菌群为假单孢菌属、不动杆菌属、寡养单胞菌属、红球菌属、微杆菌属.     

生物质废弃物制氢技术研究

本文介绍并比较了目前国内外利用生物质废弃物制备氢气的各种方法,并简要介绍本课题小组热解几种有机固体废弃物制氢的实验结果,展望了利用生物质废弃物制备氢气的发展前景.     

生物质催化气化制氢技术研究

在人类面临严重的能源危机与环境污染的背景下,世界各国都在致力于对洁净能源氢的开发和研究,并取得了一定的研究成果。生物质气化制氢是一项富有前景的制氢技术,已引起了世界各国研究者的普遍关注。文章首先介绍了生物质气化制氢技术的国内外研究及应用现状,然后介绍了一种一体式生物质气化炉水蒸汽催化气化制氢的工艺流程,氢气体积的含量可达到50%以上。最后总结了这种工艺在各种制氢方法中,具有技术成熟、工艺简单,效率高等优点,有广阔的应用前景。     

城市分散式粪便颗粒化有机肥用作叶菜肥的肥力及环境影响

城市分散式粪便的处理已经成为现代化城市管理的一个难题.本研究在将城市分散式粪便经收集、除渣、絮凝脱水后制成颗粒肥;通过盆栽小青菜试验,评价了不同施肥量对小青菜的增产效果以及对土壤、淋溶水性质的影响,探讨了颗粒肥用于叶菜施肥的可行性.结果表明,施用颗粒肥可显著提高小青菜产量,试验条件下未对小青菜叶片造成大肠杆菌、大肠菌群等病原菌污染;在适当比例的施肥水平下,颗粒肥施用后淋溶水中的病原菌浓度低于对照组.施用颗粒肥能显著提高土壤氮、磷、钾、有机质等营养物质含量,提高土壤孔隙度水平,降低土壤容重,改善土壤理化性质;同时颗粒肥施用不会对土壤和淋溶水造成重金属离子污染,且能有效降低土壤氮、钾的淋溶.     

人粪便好氧堆肥过程中典型抗生素的消减特性

以人粪便和锯末为试验材料,进行3种不同温度(55℃、35℃和无温控)控制条件下的好氧堆肥试验,对比温度对堆肥过程中4种人们大量应用的抗生素(四环素、金霉素、磺胺嘧啶和环丙沙星)消减特性的影响.同时分别对抗生素在水环境、锯末载体和人粪便加锯末堆肥中的降解进行针对性试验,分析人粪便好氧堆肥中影响抗生素降解的主要因素或作用,并对其贡献进行了评价.结果表明,4种抗生素在高温堆肥中的去除效果最好,其去除率都在90%以上.相比磺胺嘧啶和环丙沙星,金霉素和四环素的降解对堆肥温度依赖更强.四环素和金霉素在堆肥中的去除主要为水解作用导致的去除,而磺胺嘧啶和环丙沙星的去除则主要归因于锯末有机质对其吸附的影响.与其它3种抗生素不同,微生物作用对堆肥中环丙沙星降解的影响是重要的,贡献率接近20%.     

人粪便序批式好氧堆肥热平衡分析

利用以锯末为载体的Bio—LuxS15型生态卫生设备,进行人粪便连续堆肥试验。在90天的试验周期内,每天定时定量投加1kg粪便,分析了系统的输入热量与输出热量组成和热量平衡。试验结果表明,水蒸发速率随着反应时间而增加,其值在1．1kg／d～5．1kg／d的范围内。反应器温度维持在50℃～60℃时下,输入热量的77．2％-99．5％主要用来进行水分的蒸发,在保证堆肥反应器中含水率维持在50％-60％的前提下,减少多余水分可有效减少热量消耗。整个过程无臭无味,通过外加热源,可以保证高含水率粪便堆肥化顺利的进行。     

四环素对人粪便好氧堆肥过程及微生物群落演替的影响

以人粪便和锯末为实验材料,研究了四环素(TC)对好氧堆肥过程中理化性质、酶活性以及微生物群落演替的影响.实验共设4个处理:CK(不添加TC)、TC100(100 mg·kg~(-1)TC)、TC250(250 mg·kg~(-1)TC)和TC500(500 mg·kg~(-1)TC).采用高通量16S rRNA基因测序技术对堆肥中微生物群落结构进行分析.结果表明,TC对堆肥理化性质的影响与其浓度有关,堆肥中TC浓度的增加显著抑制了堆肥温度的升高,增加了水溶性碳(WSC)的残留,降低了种子发芽率(GI)并抑制了脱氢酶活性(DHA).堆肥温度、WSC、GI和DHA等堆肥参数都可以用来表征堆肥的腐熟度,以上结果表明堆肥中TC浓度高达500 mg·kg~(-1)时,TC阻碍了人粪便好氧堆肥过程并影响堆肥产物的腐熟.而且,TC浓度的增加显著改变了堆肥中的微生物群落演替,降低了微生物的多样性和丰度.TC对堆肥过程和堆肥产物腐熟的主要不利影响是对微生物群落结构的干扰和对生物活性的抑制.     

4种粪便堆肥过程中抗生素的降解特性

饲料中抗生素的广泛使用导致了粪便中抗生素的大量残留,堆肥工艺可以降解残留的抗生素.本研究以蛆粪、鸡粪、猪粪和牛粪为对象,利用中试好氧堆肥装置,研究不同类型粪便的抗生素残留情况及其堆肥降解特性.结果表明,磺胺类、氟喹诺酮类、四环素类和大环内酯类是主要存在的抗生素类型,不同类型粪便其优势抗生素均不同.对各粪便堆肥中抗生素降解规律研究发现:氟喹诺酮类抗生素和土霉素在堆肥第7 d检出水平为0,降解速度最快;强力霉素在4种粪便堆肥中的降解幅度在85%以上;磺胺类抗生素在鸡粪、猪粪和牛粪堆肥中的降解幅度在80%以上,但是在蛆粪堆肥中的降解效果较差;大环内酯类抗生素仅存在蛆粪中,经堆肥其降解幅度为70. 79%.相关性结果显示,含水率和容重是影响4种粪便堆肥抗生素降解率最主要的环境因子.     

土霉素在鸡粪好氧堆肥过程中的降解及其对相关参数的影响

为了探明四环素类抗生素在鸡粪好氧堆肥过程中的降解及其对鸡粪好氧堆肥过程参数的影响,采用室内好氧堆肥法,以土霉素为四环素类抗生素模式化合物,研究了鸡粪好氧堆肥过程中,不同起始浓度土霉素在鸡粪好氧堆肥过程中的降解及其对堆体温度、pH、发芽指数等指标的影响.结果表明:①土霉素在鸡粪堆肥初期(0～10 d)降解较快,随后逐渐减缓.在堆肥开始0～10 d内,添加浓度为25 mg·kg-1处理组土霉素降解最快,去除率达67.43%;添加浓度为75 mg·kg-1处理组土霉素降解最慢,去除率仅为45.91%.土霉素在各堆肥处理中的降解均符合一级动力学方程,其相关系数介于0.911 1～0.991 3.②土霉素对鸡粪堆肥过程具有一定的影响.土霉素处理在一定程度上降低了鸡粪堆肥堆体温度升高的速率,缩短了堆肥高温期的时间.③高浓度(100 mg·kg-1)土霉素处理对鸡粪堆肥过程中pH等指标是有影响的,堆肥第42 d时,堆体pH较对照增加4.58%;堆体TN、WSC分别较对照增加12.62%和49.06%;堆体NH4+-N较对照增加35.30%.④土霉素能够在一定程度上降低鸡粪堆肥堆体的腐熟度.当土霉素初始添加浓度低于50 mg·kg-1时,对腐熟度没有太大影响,而当土霉素初始浓度>50mg·kg-1可以显著降低鸡粪堆肥产品的腐熟度,主要表现为NH4+-N/NO3--N>0.5,GI<80%.结果表明,尽管土霉素在鸡粪好氧堆肥中可以快速降解,半衰期仅为1.79～4.88 d,但当鸡粪中土霉素浓度高于50 mg·kg-1即会抑制堆肥过程的顺利进行.     

应用新型好氧堆肥反应器连续投加处理人粪便的研究

针对间歇式堆肥反应器处理效率低、不便移动、单次投加所需物料量大等不足,以及为更有效地处理分散型人粪便,使人粪便资源化,开发了梨形筒式好氧堆肥反应器。在获得该反应器的最佳通风与搅拌频率分别为3.0 L/min,5 min/h以及最佳m（粪便）︰m（锯末）为1︰2.5的条件下进行连续投加人粪便好氧堆肥。在不接种微生物的30 d堆制过程中,升-降温周期为36 h,平均温度为51.44℃,第15天时COD降解率达到63.99%并趋于稳定,TN损失率第17天时达到56.68%,GI于第21天时达到106.25%,堆肥完全腐熟,稳定期处理效率为23.81 g/（L·d）。接种土著菌种时,升-降温周期缩短至24 h,平均温度为53.96℃,COD降解率8 d可达65.28%,TN 损失率仅为25.75%,GI于第8天达到108.22%,稳定期处理效率可达35.71 g/（L·d）,比不接种时提高1.5倍,同时节约能耗50%。     

生物质发电项目碳排放计算方法应用研究

生物质发电是将废弃生物质变成可再生能源得以充分利用,这些工程将减少来自于生物质自然腐烂和无控燃烧产生的温室效应,这不仅节约了煤炭,同时也减少了二氧化碳的排放。本文中以某生物质项目发电为例,根据CDM方法学ACM0006计算了该项目的减排量。结果表明,该项目10年间共减少了二氧化碳排放量2 075 140吨,给中国带来了可观的经济效益和环境效益。