嵌套式静态采样箱的设计及其在稻田甲烷通量监测中的应用

通过总结得出温室气体静态采样箱设计的基本准则,并以洞庭湖不同湿地类型甲烷排放通量观测为出发点,设计了嵌套式采样箱。该采样箱的优势在于高度和体积可调节,运输和不使用时,顶箱可放入延长箱中不占体积;使用时,顶箱扣在延长箱上增大体积,采样箱高度随延长箱数量的变化而改变。稻田试验性观测发现,洞庭湖区4月早稻甲烷的平均排放通量为10.37mg/(m2·h)。结果表明,应用嵌套式静态采样箱开展湿地甲烷监测结果可靠。但采样操作需在40min内完成,以避免箱体内部环境变化引起甲烷排放不稳定。     

添加Fe2+和Co2+对牲畜粪便发酵产沼气的影响

以牛粪为发酵原料,研究了不同浓度的Fe2+和Co2+对沼气产量和产气周期的影响。结果表明,物料添加Fe2+和Co2+的浓度为1.2μg/L时均可达到沼气最大产量。物料中Fe2+的浓度为1.2μg/L时,沼气总产量为3 648.25 mL,最高产气可持续7 d,日平均产气量为148 mL;1.2μg/L的Co2+的沼气总产量为2 766.25 mL,最高产气可持续5 d,日平均产气量为132.8 mL。物料添加不同浓度Fe2+和Co2+可延长产气周期,但对沼气生产的启动时间、发酵前后物料的碳氮比及pH值均无影响。     

厌氧发酵产沼气研究趋势的文献计量分析

沼气作为一种可再生生物质能源,对于解决世界能源紧缺问题具有重要意义,因而厌氧发酵产沼气技术受到人们越来越多的关注。文章从文献计量角度定量分析厌氧发酵产沼气研究趋势。数据来源于Web of Science中Science Citation Index-Expended以及Derwent Innovations Index数据库,并对1992-2009年间该库收录的相关文献及相关专利进行计量分析。结果表明:近年来,厌氧发酵产沼气领域发文量显著增长。统计时间范围内,美国发文量居榜首。研究机构中,俄罗斯科学研究院发文量位列第一。环境、生物、能源相关学科是厌氧发酵产沼气的主流领域。学术期刊主要有Bioresource Technology、Water Research、Applied and Environmental Microbiology。此外,关键词分析结果表明:反应过程、反应器、预处理、混合发酵等研究方向成为近18年内的研究热点。     

碱蓬湿地CH4排放通量及影响因素研究

2008年4月至10月,以辽河口碱蓬湿地为研究区域,采用静态箱—气相色谱法对CH4排放通量进行了原位测定,分析了碱蓬湿地CH4排放通量的季节变化特征,同时研究了地表温度、土壤有机质含量及碱蓬的地上生物量对排放通量的影响。结果表明,碱蓬湿地是CH4的排放源,CH4排放呈单峰型变化趋势,7月排放通量最大为55.29μg/(m2.h)。CH4排放通量与土壤温度、土壤有机质含量及碱蓬地上生物量密切相关。CH4排放通量与地表温度之间呈显著的指数相关关系;土壤有机质含量及碱蓬地上生物量的变化与CH4排放通量的季节变化呈二次正相关关系。     

微电解法处理含压裂液废水的实验研究

本文以瓜尔胶为主要成分模拟含压裂液废水,采用微电解工艺,研究了Fe/C质量比、进水pH、停留时间对CODCr去除率的影响。由数据得知,当Fe/C质量比5:1,进水pH值为3.0,反应90 min条件下,CODCr从2 300 mg/L降到1 159 mg/L,CODCr的去除率达到49.6%。实验结果表明,微电解法对含压裂液高浓度煤层气产出水有较好的处理效果,该方法可与生化或人工湿地等技术配合,对出水进一步处理达标排放或利用。     

酸化预处理对剩余活性污泥厌氧消化及其脱水性能的影响研究

剩余活性污泥在厌氧消化系统中难以降解,而研究发现预处理能加速其水解的过程。本文研究了盐酸酸化预处理(pH为6～1)对剩余活性污泥后续消化及脱水性能的影响。综合考虑盐酸的投加量和污泥消化性能的改善情况得出最佳工艺参数:酸化至pH为2时,综合效果最佳。此时污泥消化13天的沼气产量相当于未经酸化处理污泥消化21天的沼气产量。在半连续流消化反应试验(35℃,水力停留时间为12天)中,预处理后的污泥产甲烷量较未经预处理的污泥提高了14.3%,同时沙门氏菌全部灭活。脱水实验研究发现,酸化预处理能节约后续污泥脱水过程中40%的阳离子絮凝剂投加量以达到同样的泥饼含固率。     

城市污水管网中产甲烷菌的分布特性规律

实验通过一套1 200 m的PVC管式反应器来模拟城市污水管网,利用气相色谱法、液相色谱法和454高通量测序等手段,研究了城市污水管网中产甲烷过程中的物质变化和产甲烷菌分布特性规律.结果表明,管网中甲烷含量沿程升高,说明管网中存在产甲烷菌;产甲烷菌主要包含甲烷八叠球菌属(Methanosarcina)、广古菌门中的菌属(Euryarchaeota_unclassified)和甲烷杆菌科中的菌属(Methanobacteriaceae_unclassified)这3种优势菌属,且在管网800~1 000 m处有广古菌门中的菌属(Euryarchaeota_unclassified)取代甲烷八叠球菌属(Methanosarcina)成为第一优势菌属的演替现象;管网中产甲烷可利用基质有甲酸、甲醇、甲胺、乙酸,其中乙酸为主要基质,这些基质在管网中先增加后降低的变化趋势导致了管网中产甲烷菌演替现象的发生.     

Dissolved methane in anaerobic effluent: Emission or recovery?

Various anaerobic processes have been explored for the energy-efficient treatment of municipal wastewater. However, dissolved methane in anaerobic effluent appears to be a barrier towards the energy and carbon neutrality of wastewater treatment. Although several dissolved methane recovery methods have been developed, their engineering feasibility and economic viability have not yet been assessed in a holistic manner. In this perspective, we thus intend to offer additional insights into the cost-benefit of dissolved methane recovery against its emission.     

Design and optimization of new La1−xCexNi1−yFeyO3 (x,y = 0–0.4) nano catalysts in dry reforming of methane

The paper reports the production of syngas from dry reforming of methane (DRM) over La_1?xCe_xNi_1?yFe_yO₃ (x, y = 0–0.4) perovskites. A series of La_1?xCe_xNi_1?yFe_yO₃ were designed by central composite design (CCD) and synthesized by a sol–gel auto combustion method. Artificial neural network (ANN) approach was used to determine the relationship between preparation and operational parameters on the performance of the catalysts in the DRM process. Nickel mole fraction, lanthanum mole fraction, calcination temperature, and reaction temperature were considered as input variables, and conversion of methane was considered as the output variable. An ANN model with nine neurons in the hidden layer was the suitable in predicting conversion of methane. The genetic algorithm (GA) was subsequently used to determine the optimal preparation condition for enhancing the conversion of methane. La_0.6Ce_0.4Ni_0.99Fe_0.01O₃ catalyst, calcined at 756°C was obtained to be the most active catalyst owing to the optimal composition of nickel and lanthanum in the catalyst formulation.     

煤矿乏风低浓度甲烷催化氧化数值模拟

应用计算流体力学软件FLUENT,通过导入CHEMKIN格式详细化学反应机理对煤矿乏风低浓度甲烷气体在壁面涂有Pt催化剂的蜂窝陶瓷通道表面的催化氧化过程进行数值研究,计算分析了有、无催化剂情况下乏风低浓度甲烷在通道内的反应情况,同时进一步分析了乏风甲烷浓度、入口进气速度、通道壁面温度及通道直径对甲烷氧化率的影响。结果表明:在蜂窝陶瓷通道内壁负载Pt金属催化剂不仅可以降低乏风中低浓度甲烷氧化所需的温度,而且可以大大提高甲烷的氧化率;甲烷氧化率随着乏风甲烷浓度和通道壁面温度的升高而增大,随着入口进气速度和通道直径的增大而下降。