餐厨垃圾与活性污泥混合厌氧发酵研究

为实现固体废弃物的能源化利用,对餐厨垃圾与污水处理厂活性污泥进行混合厌氧发酵,通过单因素实验考察了餐厨垃圾与活性污泥的物料配比、TS质量分数、接种量及温度等因素对产气性能的影响,在此基础上利用正交实验探索多因素共同作用对混合厌氧发酵产气特性及产甲烷量的影响。结果表明,多因素对累积产甲烷量的影响顺序为接种量TS质量分数温度物料配比,混合厌氧发酵的最佳条件为物料配比4∶6(质量比)、TS质量分数6%、接种量55%(质量分数)、温度40℃。三次函数可以用于模拟最佳条件下混合厌氧发酵过程中日产甲烷量与发酵时间的关系,模型拟合效果较好(P0.001),达到极显著水平,R~2为0.832,拟合结果可靠性高。     

油菜秸秆直接液化为液体油工艺探讨

为了实现油菜秸秆的综合利用,将其在高温高压下催化液化制备液体油。结果表明:(1)油菜秸秆中的纤维素、半纤维素、木质素质量分数分别为25.45%、11.57%、28.73%,木质素最高,其次是纤维素。(2)油菜秸秆和残渣元素分析可知,液化反应前后油菜秸秆各元素含量无明显变化,热值(HHV)分别为10.58、10.47MJ/kg。(3)硫酸盐催化作用优于氯化物催化剂,硫酸铁和硫酸亚铁在中性反应溶剂条件下催化效果较佳,特别是在酮类反应溶剂中。在实验条件为固液比1.0∶19.3(油菜秸秆与混合溶剂的质量比)、反应时间4h、催化剂用量1%(质量分数)、丙酮作反应溶剂、硫酸铁作催化剂时,转化率可达47.106%。(4)预先将油菜秸秆浸泡在1%(质量分数)KOH溶液中12h,对生物质中纤维素、半纤维素和木质素有溶胀作用,能提高转化率。(5)通过热重(TG)/差热(DTG)曲线分析,残渣的燃烧反应性更好,活化能略低于油菜秸秆。     

养殖固体废物在硝酸和磷酸溶液中的水解特性

养殖固体废物掺杂磷肥工艺中养殖固体废物与酸的反应直接影响其有机组成。以鸡粪为研究对象,采用L16(45)正交试验研究了鸡粪粒径、酸浓度、鸡粪与酸溶液质量比、反应温度和反应时间对鸡粪在硝酸和磷酸溶液中水解过程的影响。结果表明,硝酸溶液中影响因素显著性依次为鸡粪与硝酸质量比、反应时间、硝酸浓度、鸡粪粒径、反应温度,最优工艺条件为鸡粪粒径0.20mm、硝酸质量分数15%、鸡粪与硝酸质量比0.2∶1.0、反应温度95℃、反应时间4h;在磷酸溶液中影响因素显著性依次为鸡粪与磷酸质量比、反应温度、鸡粪粒径、磷酸浓度、反应时间,鸡粪水解率与反应温度间呈正相关关系,最优工艺条件为鸡粪粒径0.40mm、磷酸质量分数60%、鸡粪与磷酸质量比0.1∶1.0、反应温度95℃、反应时间8h。鸡粪比表面积及其单位质量耗酸量、美拉德反应是制约鸡粪在硝酸和磷酸中水解反应的内因。研究结果为养殖固体废物掺杂有机磷肥的研发和推广提供了理论基础。     

钙基烟气脱硫剂制备的实验研究

采用正交试验,研究了水合制备高效钙基烟气脱硫剂时各制备条件对产物的影响。结果表明,水合时间、水合温度Ca(OH)2/CaSO4的质量比,以及飞灰／（Ca(OH)2 CaSO4）质量比四个条件对脱硫剂比表面积的形成有显著的影响;从而由单因素实验得出一最佳钙基脱硫剂制备条件组合。此外,通过XDR分析,测定了脱硫剂的物相组成,扫描电镜观察显示飞灰和水合吸收剂具有不同的表面形态。     

改性凹凸棒粘土脱硫剂脱除SO2

采用单因素法,在传统搅拌混合下,研究了煅烧温度、煅烧时间、酸碱浸渍等对改性凹凸棒粘土脱硫剂穿透硫容与最大硫容的影响.然后在超声波混合作用下,采用正交实验确定了超声时间、超声温度以及活性组分(CaO)、促进剂(V2O5)的复配比例.结果表明:(1)甘肃临泽凹凸棒粘土富Al、Mg、Fe,且其比表面积较大.(2)改性凹凸棒粘土脱硫剂最佳制备条件:煅烧温度300℃;煅烧时间2.0 h;酸碱浸渍最佳pH9～10;混合采用超声波,超声时间30 min;超声温度40℃;CaO质量分数30%;V2O5质量分数5%.采用在最佳条件下制备的改性凹凸棒粘土脱硫剂进行脱除SO2实验,其最大硫容为38.16%.(3)改性凹凸棒粘土脱除SO2的性能比工业Fe2O3脱硫剂强.(4)X射线衍射分析表明,改性凹凸棒粘土脱硫剂脱除SO2后,将SO2转变为SO2-4,从而达到完全脱除SO2的目的,这与红外光谱分析的结果一致.     

聚合氯化铝铁絮凝剂的制备及其在焦化废水深度处理中的应用

以铝酸钙粉和硫酸亚铁为主要原料,通过酸溶、氧化、聚合和熟化过程制备了无机高分子絮凝剂聚合氯化铝铁,采用正交试验优选出制备聚合氯化铝铁的最佳条件,联合使用聚合氯化铝铁与氧化剂深度处理焦化废水.结果表明,聚合氯化铝铁的最佳制备条件为:硫酸亚铁投加量10 g(以每100 g铝酸钙粉计,下同)、盐酸投加量400 mL、反应温度80℃、反应时间2.5 h;在此条件下制得的絮凝剂氧化铝质量分数为30.5%,全铁质量分数为1.2%.当聚合氯化铝铁投加量为200 mg/L、氧化剂投加量为10 mg/L时,焦化废水中COD去除率可达70%,色度去除率可达63%,出水水质达到<污水综合排放标准>(GB 8978-1996)中的一级排放标准.     

加拿大一枝黄花提取物对铜绿微囊藻细胞膜和亚显微结构的影响研究

探讨了经加拿大一枝黄花(Solidago canadensis L.)提取物处理后,铜绿微囊藻(Microc ystis aeruginosa)细胞膜相关特性的变化,如膜脂过氧化程度、细胞膜透性、脂肪酸组成和所占比例变化等,并通过电子显微镜观察了铜绿微囊藻细胞的亚显微结构变化,以初步揭示加拿大一枝黄花提取物对铜绿微囊藻抑制效应的机制.结果表明,添加加拿大一枝黄花提取物可使铜绿微囊藻细胞内丙二醛(MDA)累积量增加,加剧了膜脂过氧化反应;改变了铜绿微囊藻细胞内脂肪酸的组成,使不饱和脂肪酸所占比例上升,饱和脂肪酸所占比例下降;经加拿大一枝黄花提取物处理过的藻细胞膜初期出现模糊褶皱、质壁分离等现象,中后期则出现受损、甚至严重破裂等现象,膜系统受损之后,提取物更易进入细胞内,进一步影响藻细胞的内部结构,最终细胞的亚显微结构明显遭到破坏.     

生物炭负载Fe3O4对猪粪厌氧消化中重金属Cu、Zn形态的影响

为研究生物炭(BC)负载Fe_3O_4对猪粪厌氧消化中重金属形态的影响,采用化学共沉淀法将Fe~(2+)/Fe~(3+)和水稻秸秆BC复合制备Fe_3O_4/BC复合材料,将其作为钝化剂添加到以猪粪为原料的厌氧消化反应中。通过Tessier连续提取法与pH-依赖性浸出试验,探究BC和Fe_3O_4/BC对重金属形态的影响以及不同pH条件下沼渣中重金属浸出浓度的变化。结果表明,添加Fe_3O_4/BC对Cu和Zn的钝化效果更显著,与空白对照(CK)相比,添加BC和Fe_3O_4/BC后Cu的残渣态质量分数分别增加了-10.46%和52.40%,Zn的残渣态质量分数分别增加了16.82%和42.14%。厌氧消化后沼渣的浸出试验表现出很强的pH依赖性,Cu、Zn浸出曲线呈现出"V形",在中性环境中(pH 6～8)Cu、Zn和溶解性有机质(DOM)的浸出浓度较低,在酸性(pH6)和碱性(pH8)环境中较高。在弱酸弱碱条件下(pH 5～9),添加Fe_3O_4/BC后Cu和Zn的浸出浓度均低于添加BC的试验和CK组。因此,添加Fe_3O_4/BC可有效降低厌氧消化后沼渣中重金属的浸出风险。     

微波活化法制备加拿大一枝黄花活性炭及其性能表征

利用入侵植物加拿大一枝黄花为原料,采用在400℃氮气保护下,直接碳化90 min后,选择KOH为活化剂,微波活化的方法制备活性炭.研究了不同的KOH/C比值、微波功率及活化时间对活性炭吸附量及产率的影响.结果表明,最优活化条件为碱碳比2g/g、微波功率700w及微波辐射6 min,此时活性炭的亚甲基蓝吸附值、碘吸附值、...     

MnOX/ACF低温选择性催化还原烟气中的NO

进行了MnOX/ACF(活性炭纤维)对低温选择性催化还原(SCR)NO的影响研究.实验表明,ACF先经浓酸预氧化,然后再负载MnOX催化剂,对NO脱除率的提高较明显,并且以20%(质量分数)HNO3预氧化处理的效果最佳.比较了相同制备条件和相同负载量下的MnOX/ACF和V2O5/ACF的催化效果,认为在同等条件下MnOX的活性高于V2O5.考察了不同负载量的MnOX对NO脱除率的影响,较理想的MnOX负载量为12%(质量分数).在此基础上就不同的催化剂质量和烟气流速比(W/F)对NO脱除率的影响进行了研究,结果表明,在低温、W/F为2～3 mg/(mL·min-1)时NO的去除率较高.     

钙基烟气脱硫剂制备的实验研究

采用正交实验 ,研究了水合制备高效钙基烟气脱硫剂时各制备条件对产物的影响。结果表明 ,水合时间、水合温度Ca(OH) 2 /CaSO4的质量比 ,以及飞灰 / (Ca(OH) 2 +CaSO4)质量比四个条件对脱硫剂比表面积的形成有显著的影响 ;从而由单因素实验得出一最佳钙基脱硫剂制备条件组合。此外 ,通过XDR分析 ,测定了脱硫剂的物相组成 ,扫描电镜观察显示飞灰和水合吸收剂具有不同的表面形态     

铬盐废渣解毒研究

通过试验测定了长沙铬盐厂铬盐废渣的性质。正交试验研究得出了以硫酸铵[(NH4)2SO4]为解毒剂的铬渣干法解毒最佳工艺。即以粒径为75μm铬渣与加入量为13．3％(质量百分比)、粒径为427μm的硫酸铵混合均匀,于500℃急速加热30min、闭炉门冷却,解毒处理效率达96．41％。     

添加外源纤维素酶对水稻秸秆模拟堆肥过程的影响

利用水稻秸秆模拟堆肥,对纤维素、半纤维素质量分数及堆肥相关指标随添加外源纤维素酶的变化进行研究。结果表明,与不加酶堆肥相比,添加外源纤维素酶显著提高了水稻秸秆纤维素及半纤维素的降解率,其降解趋势均可用一阶指数衰减方程拟合;堆肥结束时,添加纤维素酶处理的堆肥纤维素质量分数较不加酶处理低35.1%。纤维素酶促进了堆肥中腐殖酸的合成,提高了堆肥中的铵态氮(NO3-N)、硝态氮(NH4-N)及全氮(TN)的质量分数,并导致堆肥中碳素质量分数下降,C/N质量比下降了23.1%;添加纤维素酶进一步降低了堆肥的生物毒性,使得发芽指数提高了10.3%。外源添加纤维素酶加快了水稻秸秆堆肥的腐熟进程。     

餐厨垃圾高温厌氧消化产沼气的试验研究

探究了温度、含固率、pH及接种率对餐厨垃圾厌氧消化产沼量的影响,并设计L9(34)正交试验进行厌氧发酵工艺优化研究。结果表明,在温度为55℃、含固率为8%(质量分数)、pH为7.00、接种率为90%(质量分数)时,厌氧发酵累积产沼量为809.0mL/g(以挥发性固体计);各影响因素对产沼量的影响大小为温度pH接种率含固率。     

改性粘土除氟剂处理高氟地下水研究

利用自行制备的改性粘土除氟剂处理含氟量较高的配水,研究了改性粘土的优化制备条件和不同因素对其除氟效果的影响,并进行地下水原水除氟验证,最后考察了改性粘土除氟剂的再生性能.结果表明,将0.3 mol/L的Al2(SO4)3和2%(质量分数)的NaOH按1:3(质量比)混合制成改性溶液.再将改性溶液与粘土按1.0:3.0(质量比)混合后,在400℃下煅烧2 h所制得的除氟剂除氟效果最好,最高氟吸附容量可达0.216 8 mg/g;地下水出水氟质量浓度为0.807 mg/L,低于<生活饮用水卫生标准>(GB5749--2006)限值(1 mg/L);制得的改性粘土除氟剂对氟具有较好的吸附重复性,可实现多次再生.     

酸浸法提取煤矸石中Al2O3的研究

煤矸石是主要的煤系固体废物,其中Al2O3质量分数约占35％左右.以某煤矿的煤矸石为原料,通过单因素实验比较盐酸和硫酸对Al2O3的浸取率,研究各因素对Al2O3浸取率的影响,确定浸取煤矸石中Al2O3的最佳酸浸介质为硫酸.利用正交实验确定酸浸取的最佳条件为:液固比(酸溶液体积与煤矸石样品质量比)15 mL/g、硫酸摩尔浓度3 mol/L、浸取时间120min、助样比(助溶剂与煤矸石样品质量比)0.20,在此条件下硫酸对煤矸石中A12O3的浸取率可达79.6％.     

球形棕囊藻抑藻活性化合物筛选及抑藻微球制备

首先评价了胆固醇、棕榈酸单甘油酯、玉米黄素、对羟基苯乙醇、豆甾醇、尿嘧啶核苷、亚油酸、十七烷酸、异植醇、半胱氨酸、海藻糖和二十二碳酸甲酯12种化合物对赤潮微藻球形棕囊藻生长的抑制作用,筛选到最具有抑藻剂开发前景的化合物——亚油酸。在此基础上,将亚油酸制备成微球,采用单因素实验和正交实验相结合的方式得到优化的微球制备条件：亚油酸质量浓度50μg/mL、海藻酸钠质量分数0.500%、CaCl₂质量分数1.00%、体系pH 4.0、水浴温度60℃、壳聚糖质量分数0.5%。优化条件下制备得到的亚油酸微球载药率和包封率分别为49.06%、81.76%,对球形棕囊藻的第4天生长抑制率可达52.21%。     

利用缫丝废水处理过程中产生的微生物蛋白制备复合氨基酸

以缫丝废水处理过程中产生的微生物蛋白为原料,采用正交实验分析了采用酸水解、超声波水解、微波水解制备复合氨基酸的最佳工艺条件,并对比了最佳工艺条件下的水解效果.结果表明,酸水解的最佳工艺条件是水解时间2.Oh、固液比(体积比,下同)5∶1、硫酸质量分数50％、水解温度100℃,超声波水解的最佳工艺条件是水解时间0.5h、...     

用钛白废酸和副产锌泥制备活性氧化锌

以次硫酸氢钠甲醛副产锌泥和钛白废酸为原料,经高剪切乳化、酸浸、锌粉置换、除杂、碱锌合成等工艺制得碱式碳酸锌,再经过滤、洗涤、干燥、煅烧制备活性氧化锌。考察了浸取工艺液固比(硫酸与副产锌泥的质量比)和硫酸质量分数对锌浸出率的影响,以及煅烧温度和时间对活性氧化锌质量的影响。实验结果表明,锌泥酸浸工艺的最佳液固比4,硫酸质量分数30%,在此工艺条件下,锌浸出率达95%。活性氧化锌的最佳煅烧温度为600℃,煅烧时间为240 min,在此条件下测定产品质量,氧化锌质量分数大于96%,比表面积大于50 m2/g,堆积密度小于0.35 g/m L。     

城市污泥用作无土草坪基质

根据混料设计{3,2}单形格子理论设计,研究了蛭石、污泥堆肥与珍珠岩的不同配比混合基质对碱茅草生长的影响。分别从基质理化性状、碱茅草生长生理指标、草坪综合质量和草坪生产周期等方面分析了各基质的优劣。研究表明:蛭石与堆肥混合基质(T4),珍珠岩与堆肥混合基质(T6),蛭石、珍珠岩和堆肥混合基质(CK1)具有良好的理化性状,其养分充足,容重和p H值适宜,可促进株高增长,提高叶绿素含量。与大田(CK2)相比,T6、CK1游离脯氨酸含量明显较高(P0.05);T4、T6、CK1根系活力和过氧化氢酶活性所有所增减,但无显著差异(P0.05)。综合评价草坪草质量以CK1最高,T4次之。通过建立基质配比与碱茅草生产周期的关系模型模拟优化共得5 151套基质配比方案,其中生产周期最短为19 d,包含388套方案,体积分数范围分别为:49%≤x1(蛭石)≤87%,13%≤x2(污泥堆肥)≤31%,0≤x3(珍珠岩)≤29%;因此,将城市污泥堆肥用作无土草坪基质是一种非常经济有效的污泥资源化途径。