南林大专家发明农作物秸秆利用新技术

南林大张齐生院士课题组发明利用农作物秸秆制备秸秆炭、秸秆醋液、秸秆煤气新技术,为秸秆的高效资源化利用开辟了新途径,对推进农业生态建设具有重要意义。该课题组从农作物秸秆中提取出了秸秆炭、秸秆醋液、秸秆煤气,并设计制造了农作物秸秆碳化设备。实验证明,采用该设备处理农作物秸秆,每100公斤秸秆能够产生30公斤秸秆炭、50公斤秸秆醋液、18公斤秸秆煤气,秸秆炭是优良的土壤改良剂,能够提高农作物的产量和质量。秸秆醋液是一种绿色的农业生产     

纤维素酶处理玉米秸秆对染料的吸附

采用纤维素酶处理玉米秸秆颗粒,考察了玉米秸秆颗粒粒径、纤维素酶溶液体积浓度和pH、酶解温度、酶解时间等条件对玉米秸秆颗粒吸附染料性能的影响.实验结果表明,当玉米秸秆颗粒粒径为0.55～0.83 mm、纤维素酶溶液加入量为0.9 mL/L、纤维素酶溶液pH为4.5±0.1、酶解温度为55℃、酶解时间为80 min时,经纤...     

利用滩涂污灌土壤制备吸附剂

研究了滩涂污灌土壤吸附剂的制备方法。通过正交实验,比较了氯化锌、磷酸、氢氧化钾、盐酸几种活化剂在不同秸秆加入量、活化剂浓度、活化时间、活化温度的情况下制备的吸附剂,对水中邻硝基甲苯的吸附效果影响。实验结果表明,选择盐酸活化法制备吸附剂,在秸秆加入量为15%,经2 mol/L的盐酸按液固比为1∶1浸泡处理滩涂污灌土壤后,用氮气做保护气在400℃的条件下碳化1 h,制备的土壤吸附剂对水中邻硝基甲苯的吸附效率可以达到90%以上。     

膨化预处理玉米秸秆的还原糖酶解工艺

应用膨化技术对玉米秸秆进行预处理.在单因素实验基础上,以还原糖转化率为影响值设计正交实验,研究温度、pH、液固比、酶浓度及酶解时间五因素对纤维素酶解过程的影响.得出玉米秸秆糖化酶解最佳工艺条件为:温度48℃,pH 4.5,液固比8:1,酶浓度36.0 U/g,酶解时间25 h;在此工艺条件下还原糖转化率达到28.98％.扫描电镜表征对比观察可看出,膨化后玉米秸秆纤维素酶解充分;结合红外光谱对各组分特征基团分析表明,膨化后的玉米秸秆酶解的纤维素基团特征峰变化更为明显.     

NaOH预处理对玉米秸秆固态厌氧消化的影响

实验主要研究了NaOH预处理对玉米秸秆厌氧消化产气量和产气效率的影响。采用质量分数分别为1.0%、2.5%、5.0%和7.5%NaOH溶液对玉米秸秆进行24 h浸泡和未浸泡等预处理,测定其厌氧消化过程中各指标的变化。结果表明,经质量分数为5.0%NaOH浸泡24 h后,玉米秸秆木质素降解率最大,为38.67%;厌氧发酵累积产气量为226.75L/kg VS,与未经碱处理实验组相比提高了38.5%。该结果提示,5.0%NaOH溶液浸泡24 h后可使玉米秸秆厌氧消化的产气量和产气效率显著提高。     

改性玉米秸秆吸附Cu^2＋的动力学和热力学

本研究用ZnCl2作为活化剂,使用功率640W的微波照射4min的方法制备改性玉米秸秆。考察投加量、pH、吸附时间对吸附性能的影响,并对等温吸附特征、吸附动力学和热力学进行了系统研究。结果表明：投加量为0．2g,pH为6,改性玉米秸秆对Cu^2＋具有很好的吸附效果,吸附在8h后达到平衡。该吸附过程符合Langmuir及Freundlich等温吸附模型和准二级动力学方程,其反应的吉布斯自由能△G〈0,为自发反应过程。     

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。     

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。     

温度与秸秆比例对牛粪好氧堆肥的影响

为了研究不同C／N比值在不同温度条件下牛粪堆肥30d时的全量养分和有机质的含量情况,提出了以新鲜牛粪和苜蓿秸秆混合物为堆料,在添加1％的生物腐熟剂的基础上,对堆肥温度及C／N比进行调控,并进行交叉实验。结果表明,（1）采用培养箱进行好氧发酵时,在温度为30℃和45℃的环境下堆肥最佳,温度过低或过高都会影响堆肥。（2）牛粪高温好氧堆肥时,添加一定比例的苜蓿秸秆可以调节堆料的C／N比值、含水量,缩短堆肥时间,其中牛粪与秸秆比例为1：l混合堆肥效果较好。（3）堆肥30d时,堆料的TN、TP和TK含量较堆肥初期都有所增加,有机质含量有所降低是因为矿化和释放养分造成的,且各含量均符合国家有机肥标准。     

农户秸秆资源处置行为的经济学分析

秸秆是"用则利,弃则废"的生物质能资源,其综合利用对于我国资源节约和环境保护具有重要意义。对江苏省624户水稻和小麦种植户的实地调查结果显示,将秸秆用作生活燃料的农户比重最高,占比75.80%;其他依次为秸秆还田,占比35.42%;露天焚烧,占比29.49%;出售秸秆,占比26.92%;用作饲料及沼气,占比5.45%。基于成本收益分析法,分别测算了秸秆用作生活燃料、秸秆还田、秸秆制沼气、秸秆出售,以及露天焚烧的农户成本与收益,比较了各种处置方式下的农户净收益,并从经济学角度分析农户处置秸秆的行为。结果表明,雇佣拖拉机至15 km处的秸秆收购点出售秸秆的方案下,农户将得不偿失;其他各种处置方式下,农户均能获得一定净收益。按照净收益由高到低的顺序依次排列为秸秆燃料、秸秆还田、秸秆沼气、以自有拖拉机出售秸秆、露天焚烧、直接出售秸秆(他人上门收购)。其中,农户露天焚烧秸秆无需付出成本即能获得收益,但面临一定的政策约束;秸秆用作生活燃料面临的约束条件相对较少;秸秆还田及秸秆制沼气面临较强的技术约束;秸秆出售面临极强的市场约束。因而从个人角度看,焚烧秸秆是农户比较秸秆处置成本与收益后的理性选择结果,但从社会角度看,农户作为社会人,露天焚烧秸秆是非理性的。本研究对于加快推进秸秆综合利用的政策制定具有重要的启示意义,应以专业合作社为依托,建立健全秸秆收集贮运体系,并加快秸秆综合利用技术的创新和推广。