不同预处理方法对剩余污泥厌氧发酵产氢的影响

为了寻求适宜的预处理方法,提高剩余污泥发酵产氢率,通过间歇式试验考察了热、酸、碱和高温好氧4种预处理方法对剩余污泥发酵产氢的影响.结果表明4种预处理方法均能有效抑制耗氢菌括性,同时促进污泥中微生物胞内物质的释放,使可溶性糖类物质和蛋白质质量浓度增加.其中高温好氧预处理的溶胞效果最好,可溶性糖类物质和可溶性蛋白物质质量浓度均最高,分别为878 mg/L和15 606mg/L,分别为原剩余污泥的10.58倍和58.45倍.4种方法预处理后的污泥发酵均获得了氢气,其中高温好氧预处理污泥产气率最高,为10.68 mL/g TS;其次是热预处理污泥,产气率为6.58 mL/g TS;碱预处理污泥产气率为3.63 mL/g TS;酸性预处理污泥产气率最低,仅为1.41 mL/g TS.     

玉米秸秆与牛粪预混联合发酵工艺研究

利用食草牲畜粪便牛粪中含有纤维素分解菌的特性,以及木质纤维素可被纤维素分解菌分解为可被光合产氢微生物利用的还原糖和小分子酸等物质的特点,以还原糖产量为参考指标,研究玉米秸秆与牛粪预混联合发酵过程中p H值、预处理时间、预处理温度和粒径等因素对纤维素分解菌的生长和还原糖产量的影响,并利用联合发酵糖化液进行光合生物制氢。结果表明,单因素分析下的最优工艺条件为:p H值6.0~7.0,预处理温度50℃,预处理时间7 d,玉米秸秆粒径0.097 mm。优化工艺条件下的发酵液产氢量最大,达498.67 m L,说明该技术可行。     

酸碱度对玉米秸秆酶解液光合生物产氢动力学的影响

主要研究p H值对玉米秸秆酶解液光合生物产氢动力学的影响,以生物量干重为指标研究p H值对光合产氢细菌生长的影响,以产氢速率和产氢量为指标研究p H值对光合细菌产氢的影响。利用Logistic模型和MMF模型分别对光合细菌生长和玉米秸秆酶解液光合生物产氢进行了回归模拟,提出了p H值对光合细菌生长动力学和玉米秸秆酶解液产氢动力学的影响规律。结果表明:p H值对光合细菌生长及产氢过程都有显著影响,随碱性增强,光合细菌生物量逐渐增大,当p H值为8时,光合细菌生物量达到最大,为0.543 7 g/L,最佳接种时间为84~96 h;光合细菌产氢量随p H值增加同样呈现先递增再递减的趋势,当p H值为6时,产氢速率和产氢量达到最大,分别为29.72 m L/(L·h)、168.96 m L。     

二氧化钛载钴基催化剂对乙醇废液的催化制氢研究

以TiO2负载Co-Ce-B作为催化剂,通过催化NaBH4在乙醇中醇解生成氢气来处理利用乙醇废液。研究了乙醇浓度、NaOH浓度及NaBH4浓度对NaBH4醇解产氢速率的影响。结果表明,产氢速率随着乙醇浓度的增加逐渐增加;随NaOH浓度的增加产氢速率先增大后减小,当NaOH质量分数是15%,产氢速率达到4.51 L/(min·g);反应速率随NaBH4浓度的增加先增大后减小,当NaBH4质量分数为10%时,反应速率达到3.97 L/(min·g)。     

碱处理对厨余垃圾厌氧发酵产氢的强化研究

采用碱处理对厨余物进行产氢强化研究,考察了碱处理对厨余垃圾水解的促进作用、处理后厨余垃圾产氢情况、产氢过程中代谢产物的变化及代谢产物的主要来源等.结果表明,碱处理后厨余垃圾的水解效果得到提高,其中pH=13处理后的有机质总质量浓度和溶解性化学需氧量(SCOD)为1 896.49 mg/L和5 040.2 mg/L,分别比空白提高了2.67倍和1.08倍;经pH=12和13处理后的厨余垃圾产氢量有较大幅度提高,达到79.17 mL/gVSS和105.37 mL/gVSS,分别比空白提高了1.75倍和2.66倍,而且产氢量随碱处理pH值的升高而增加;厨余垃圾发酵后的代谢产物浓度反映出本试验为丁酸型发酵;对产氢过程中有机质代谢情况的研究表明,可溶性碳水化合物是产氢过程中微生物优先利用的底物.     

硅胶载钴基催化剂对乙醇废液的催化制氢研究

以硅胶负载Co-Ce-B为催化剂,通过催化NaBH4在乙醇中醇解生成氢气来处理利用乙醇废液。研究了催化剂的量、反应温度和乙醇浓度对NaBH4醇解产氢速率的影响。结果表明:产氢速率随着催化剂的量增加而增加;随着温度的升高,产氢速率逐渐增快,根据醇解反应动力学方程,计算得反应活化能为48.54 kJ/mol;随着乙醇浓度的增加,产氢速率逐渐增加,当乙醇质量分数为90%时,产氢速率达0.417 L/(min·g)。     

热碱预处理强化餐厨垃圾厌氧发酵产乙酸条件优化研究

在单因素试验的基础上采用Box-Behnken响应曲面法考察热碱预处理温度、p H值和时间的单独及交互作用对餐厨垃圾厌氧发酵产乙酸的影响,并建立了乙酸产量的数学模型。结果表明,在不同的热碱预处理操作条件下,餐厨垃圾厌氧发酵均表现为典型的丁酸型发酵。3个影响因子对乙酸质量浓度影响的显著性从大到小表现为p H值、时间、温度,其中p H值的影响达到极显著水平;各因子两两交互作用的影响均不显著。回归模型决定系数R2=0.9383,p=0.00180.05,模型拟合程度好且模型显著。热碱预处理强化餐厨垃圾厌氧发酵产乙酸的最佳工艺参数为:温度78.2℃,p H=12,时间25.5 min。回归模型的预测值(48.83 g/L)与多次实测值的平均值(46.78 g/L)的相对误差为4.38%,表明模型对试验结果具有良好的预测效果。     

Fe(NO3)3催化乙酸预处理玉米秸秆的研究

采用Fe(NO3)3催化乙酸对玉米秸秆进行预处理,以提高水解反应的效率,考察了乙酸初始质量分数和预处理时间对玉米秸秆水解反应的影响。结果表明,Fe(NO3)3可有效提高乙酸预处理秸秆的水解率。当使用0.05 mol/L Fe(NO3)3催化5%乙酸预处理秸秆15min时,与单独乙酸预处理玉米秸秆相比,水解液中葡萄糖、木糖和阿拉伯糖的质量浓度分别提高了110%、250%和10%,同时秸秆中半纤维素和纤维素的水解率分别提高了49%和14%;与单独0.05 mol/L Fe(NO3)3预处理玉米秸秆相比,水解液中相应的各单糖质量浓度分别提高了131%、68%和61%。随乙酸初始质量分数增加,水解反应中各产物的质量浓度均逐渐增加。乙酸初始质量分数从1%增加到5%,水解玉米秸秆15 min时,水解液中葡萄糖、木糖和阿拉伯糖的质量浓度分别从8.67 g/L、11.68 g/L和3.19 g/L升高到11.86 g/L、13.78 g/L和3.23 g/L。延长预处理时间有利于秸秆的水解反应,但太长会导致玉米秸杆中半纤维素和纤维素的水解率增加变缓。当采用0.05 mol/L Fe(NO3)3催化5%乙酸时,预处理时间从15 min延长到60 min,半纤维素的水解率从74.7%逐渐升高到92.9%,而纤维素的水解率没有变化,稳定在26%。     

微波诱导热解制备小麦秸秆吸附剂及响应面优化工艺研究

以氯化锌为活化剂,通过微波诱导热解法制备小麦秸秆吸附剂,并以微波功率、热解时间和氯化锌质量分数为影响因素,碘吸附值为响应值,采用响应面法对小麦秸秆吸附剂的制备工艺进行优化。结果表明,热解时间和微波功率对碘吸附值的交互作用明显。响应面优化工艺分析,发现当热解时间4.03 min、微波功率569.0 W,氯化锌质量分数为31.24%时,碘吸附值最大,为643.33 mg/g。另外,小麦秸秆吸附等温线与I型相似,吸附剂的微孔容积为0.238 4cm³/g,吸附剂的BJH孔径分布表现窄小,最高峰出现在2.1nm左右。处理Cr(VI)废水的吸附试验,发现Cr(VI)的去除率可以达到70%以上。研究表明,微波诱导热解法及响应面优化工艺制备的小麦秸秆吸附剂技术可行且具有良好的重金属废水处理应用前景。     

光合细菌利用废水分批产氢的影响因子实验研究

化石能源的日益枯竭,使得寻找清洁能源迫在眉睫,而氢能近来备受关注。文章重点研究了光合细菌利用废水分批生物制氢过程中氮源种类、氮源浓度、碳源浓度对产氢的影响。通过改变氮源种类、氮源浓度、碳源浓度来测定产氢量,最终来确定最佳的产氢条件。实验表明:不同氮源对光合产氢菌群产氢的影响并不是很明显,谷氨酸钠对光合细菌产氢量提供了最佳氮源,且当谷氨酸钠的浓度为2 g/L时,最佳产氢累积量为300 mL;碳源浓度越大,产氢效果越好。     

刨花板生产废水处理研究

通过对各种因素(FeSO4投加量,pH值(酸),pH值(碱),曝气时间)的分析以及实验摸索,发现还原法对刨花板废水的处理效果较好,可作为生物法处理的预处理过程,并通过正交实验找到了各因素间的最优配置.     

初始扰动对CO2抑制瓦斯爆炸特性研究*

为了预防实际生产过程中发生的瓦斯爆炸事故,利用20 L球形爆炸装置,通过改变粉尘仓充压压力产生不同的扰动,研究9.5%CH4浓度下不同扰动条件对CO2抑爆特性的影响。通过对所得参数进行分析,得到CO2抑爆特性与初始扰动的关系。研究结果表明:相较于均匀静置状态,初始扰动的存在均能提高CH4的爆炸强度,当引发初始扰动的粉尘仓压力为1.5 MPa时,最大爆炸压力达到0.78 MPa;随CO2浓度增大,爆炸强度整体下降,呈二次下降趋势、最大爆炸压力时间呈上升趋势,且各初始扰动压力间爆炸强度均大于均匀静置状态、最大爆炸压力时间小于均匀静置状态;同时利用CHEMKIN软件得到绝热平衡压力,计算热损失参数发现,同一气体混合比例工况下,初始扰动状态的热损失及热损失分数明显低于均匀静置状态的,且当CO2浓度为15%时,差距最大,不同初始扰动间热损失及热损失分数最小值分别为0.013 19 kJ/m2,17.9%,远小于静置状态下0.036 29 kJ/m2,46.4%,说明初始扰动对于CO2抑爆效果存在削弱作用。     

去除地下水中铁锰的复合微生物材料制备

利用谷类副产品麸皮与前期分离得到的铁锰去除效果良好的假单胞菌4-05混合,以羧甲基纤维素钠为黏合剂,制备球状复合微生物颗粒材料,用于富含铁锰离子的地下水的生物治理,通过批量试验优化制备工艺.结果表明,羧甲基纤维素钠质量分数为14％,粒径为2.5 cm的复合微生物颗粒材料,对Fe2+(初始质量浓度为80mg/L)和Mn2(初始质量浓度为2.5 mg/L)的去除率分别为95.90％和62.35％.     

酸性法高锰酸盐指数测定的影响因素研究

影响高锰酸盐指数测定准确性的主要因素是酸度、水浴加热时间、高锰酸钾浓度和滴定时间等。本文通过对环境标准样品的测定,考察酸度、高锰酸钾标准溶液的浓度、水浴加热时间、滴定时间几个主要因素对高锰酸盐指数测定准确性的影响程度。     

软质聚氨酯泡沫阴燃前期热解特性研究

采用DSC-TGA(差示扫描量热-热重分析)同步热分析仪对软质聚氨酯泡沫(聚氨酯软泡)在不同氧气体积分数(0、10％、30％、50％)和不同加热速率(10 K/min、20 K/min、50 K/min)下热解到800℃的过程及其对阴燃的影响进行了研究.结果表明,当氧气体积分数介于10％ ～ 50％时,聚氨酯软泡热失重DTG曲线只有1个峰;当氧气体积分数降低到10％时,DTG曲线开始逐渐分离为2个峰;当氧气体积分数降为0(即氮气气氛)时,DTG曲线已经明显分为2个峰.这表明氧气体积分数对聚氨酯软泡热解特性具有重要作用.氧气体积分数和加热速率降低均对聚氨酯软泡的热解有抑制作用,均能减小阴燃传播速率和向明火转化的可能性.加热速率降低主要是延长了聚氨酯软泡的热解周期,从而减小了热解可燃气体积分数和放热速率.氧气体积分数降低对聚氨酯软泡热解的影响相对复杂的多:当氧气体积分数从10％降低到0时,主要提高了聚氨酯软泡的分解温度,而对热解速率影响不大;当氧气体积分数介于10％～50％时,氧气体积分数减小主要会降低聚氨酯软泡的热解速率、放热速率和放热量而对热解温度影响相对不大.氧气体积分数和加热速率降低抑制了多元醇的分解,而多元醇是聚氨酯软泡维持阴燃或向明火转化的主要物质及能量来源.     

不同青贮条件下秸秆组分的变化特性及水解效果

为了提高玉米秸秆厌氧发酵产沼气的可消化性和利用率,降低贮存过程中秸秆的木质纤维化程度及微生物对其营养物质的消耗,对新鲜秸秆分别添加硝酸、乙酸和氨水进行青贮处理,并通过比较青贮过程中秸秆发酵产物与化学组成的变化对青贮效果进行评价。结果表明:乙酸能够显著抑制秸秆在青贮过程由于发酵而引起的水溶性碳水化合物(WSC)的损失,添加硝酸的WSC保存效果次于乙酸,但优于自然风干秸秆,氨水组低于对照组,损失最严重;青贮后秸秆的木质素质量比较自然风干秸秆降低了12.3%~25.8%,且易生物降解的可溶性组分质量比均较高;对青贮效果好的乙酸和硝酸组秸秆进行高温水解处理,乙酸组青贮秸秆的最大总糖得率为27.09 g/100 g干物质(DM),高于硝酸组的20.59 g/100 g DM,是自然风干秸秆最大值的2.14倍。研究表明,与干秸秆相比,青贮秸秆更易于资源化利用。     

醋酐法制备奥克托今过程中废液的回收利用

为了处理醋酐法制备奥克托今(HMX)产生的废液,采用蒸馏的方式,在处理废液的同时回收硝酸铵和醋酸.经两步过滤对废液进行预处理,加热废液至115℃,馏出约占65％废液总量、质量分数为70％左右的乙酸溶液,釜底液冷却结晶,理论上可回收约88.9％硝酸铵.分别利用回收的硝酸铵与原料硝酸铵制备HMX,所得HMX无明显差异.     

活性污泥固定化、改性及对生活污水的处理

通过正交设计,以COD去除率为考核指标对固定化载体聚乙烯醇(PVA)、海藻酸钠(SA)与活性污泥的配比进行参数优化;使用硫酸钠、硝酸钠、磷酸钠为交联剂对固定化颗粒进行二次交联改性,研究其污水处理效果,探究在不同温度和pH值条件下固定化活性污泥对生活污水的处理效果及其稳定性。结果表明,固定化活性污泥对生活污水中的COD、NH4+-N、TP处理效果优于普通活性污泥,且固定化活性污泥颗粒运行稳定,20 d仍有较好的污水处理效果;正交试验结果显示,固定化活性污泥的适宜固定化载体浓度及污泥配比为质量分数8%聚乙烯醇(PVA)、2%海藻酸钠(SA)、质量分数50%活性污泥(普通活性污泥与包埋剂质量比1∶1)。经过二次交联的固定化活性污泥提高了污水处理效果,硫酸钠作为二次交联剂效果最好,污水中COD、NH4+-N和TP的去除率达93.5%、92.3%、78.0%;经固定化后活性污泥对温度和pH值的适应范围变宽,在温度低于4℃高于40℃、pH≤5和pH≥9仍然有较好的处理效果,去除效果均比普通活性污泥提高10%以上。     

稀土元素(La3+)对厨余垃圾暗发酵产氢性能影响研究

通过在厨余垃圾暗发酵产氢过程中添加不同质量浓度的稀土元素La3+,考察稀土元素对产氢性能的影响。结果表明,添加一定质量浓度的La3+能促进厨余垃圾产氢效率,而高质量浓度则有抑制效应。添加La3+质量浓度为0.5 mg/L时效果最佳,产氢量和总有机酸量达到最大,分别为43.11 mL/gVS和11 871.7 mg/L,分别是对照组的1.45倍和1.24倍。添加一定量的稀土元素也能同时促进产氢污泥的胞外多聚物的生成。     

硫酸-乙醇预处理玉米芯制取生物乙醇研究

在用木质纤维素生产生物乙醇的过程中,原料的预处理是影响酶解糖化和发酵的关键因素之一。以玉米芯为原料,研究了硫酸-乙醇预处理方法中硫酸质量分数、预处理时间、预处理温度、固液比对酶解的影响。结果表明,硫酸-乙醇预处理的最优工艺条件如下:硫酸质量分数为2%,乙醇体积分数为50%,预处理时间为60 min,预处理温度为120℃,固液比为1∶10(g∶m L)。在该条件下,玉米芯的酶解得率从未处理的11.32%提高到68.48%;玉米芯纤维素质量分数显著增加,从之前的34.48%增加到70.25%;木质素的脱除效果明显,木质素的质量分数从之前的21.43%下降到7.86%,木质素的脱除率达到63.32%。对比预处理前后玉米芯结晶度的变化发现,硫酸-乙醇预处理使玉米芯的晶状结构受到破坏,有利于酶解糖化。预处理后的滤液可以再次回用到预处理过程,减少了蒸馏、回收乙醇的次数,降低了能量消耗,减少了运行成本。