张家口市国家级可再生能源示范区新能源产业火灾风险和灭火救援研究

本文立足张家口市国家级可再生能源示范区和全国非水可再生能源第一大市的市情实际,调研分析了域内风电、光伏、氢能、储能电站、氢燃料电池汽车等新能源产业的发展现状,对新能源产业火灾风险及灭火救援对策进行初步探析。     

有机废水资源化技术--发酵产氢

氢作为一种清洁高效的可再生能源日益受到人们的重视.利用有机废水发酵产氢,既保护环境又可获得氢能,是一条符合可持续发展战略的废水资源化途径,极具发展前景.本文介绍了发酵产氢微生物的种类及其产氢机理,对发酵产氢的影响因素进行了分析;总结了有机废水发酵产氢的研究现状,并探讨了今后的研究方向.     

中温和高温厌氧生物产氢反应器连续运行的研究

采用2个厌氧生物产氢反应器分别在中温(37℃)和高温(55℃)下连续运行.以河底沉积物接种,葡萄糖为基质,在CSTR中成功实现了连续中温厌氧产氢,最高产氢量达8.6L/(L·d),基质产氢摩尔比(H₂/葡萄糖)为1.98.以厌氧产甲烷颗粒污泥接种,蔗糖为基质,在UASB反应器中成功实现了连续高温厌氧产氢过程,最高产氢量达6.8L/(L·d),基质产氢摩尔比(H₂/蔗糖)为3.6.在高温UASB反应器中培养获得了灰白色的产氢颗粒污泥,平均粒径为0.8～1.2mm,沉速为30～40m/h,电镜观察发现其表层生长大量杆状细菌.对2种产氢污泥的总DNA进行提取和纯化,通过PCR扩增和DGGE分析,发现高温和中温厌氧产氢污泥中的大部分真细菌种类相同,但各自的优势菌种明显不同.     

城市有机垃圾间歇厌氧消化pH控制动力学研究

对厌氧消化系统的物料及电离平衡进行分析,利用底物降解和微生物生长动力学建立城市有机垃圾间歇厌氧消化pH值控制模型,并研制开发了间歇厌氧消化过程pH值与产气量最优化计算机软件.运用该模型可预测不同厌氧消化过程的最佳pH值,从而通过控制厌氧系统的pH值使系统产气量达到最大,通过2组对比实验验证模型的有效性.结果表明,在相同的实验条件下厌氧系统的pH控制在最佳值时系统产气较未对pH值控制时稳定,且总产气量平均提高20%左右.     

非缓冲微生物燃料电池运行性能及无机碳积累

考察了不同乙酸钠浓度下非缓冲微生物燃料电池(BLMFC)的运行性能和无机碳(IC)(HCO_3~-或H_2CO_3)积累情况。结果表明:阳极液中IC的积累浓度与乙酸钠浓度呈线性相关,在乙酸钠浓度为0.5 g·L~(-1)和1.0 g·L~(-1)的BLMFC体系中,IC积累浓度分别为8.02 mmol·L-1和13.60 mmol·L~(-1),阳极液出现酸化现象,pH降低至6.2和6.5;体系输出电压(U)与阳极液pH出现相同的先下降后上升的变化趋势,体系最大功率密度(P_(max))分别为242 mW·m~(-2)和428 mW·m~(-2)。当乙酸钠浓度增大到2.0 g·L~(-1)和3.0 g·L~(-1)时,IC积累浓度增加到30.64 mmol·L~(-1)和42.42 mmol·L~(-1);乙酸盐自身的缓冲作用和体系积累的较高浓度IC可以将阳极液pH维持在7.4～8.5,输出电压稳定在350 mV左右;P_(max)增大到668 mW·m~(-2)和699 mW·m~(-2),可以实现自缓冲稳定运行。     

两种表面活性剂对剩余污泥产酸影响的比较研究

在批式反应器中研究了常温下2种(两性和阳离子)表面活性剂对剩余污泥产酸的影响,结果表明,2种表面活性剂均能较大幅度地提高剩余污泥生产有机酸的产量.在污泥发酵的第4天,0.1g·g-1(表面活性剂与污泥干重比,下同)的两性和阳离子表面活性剂可分别使剩余污泥生产有机酸的浓度达到226.4和861.4 mg·L-1(以COD计,下同),而空白试验中生成的有机酸浓度仅为3.2 mg·L-1.同时,剩余污泥的有机酸产量随表面活性剂加入量的增加而增加.当表面活性剂的加入量低于0.2 g·g-1时,用两性表面活性剂处理的剩余污泥中有机酸浓度仅为用阳离子表面活性剂处理的剩余污泥中有机酸浓度的50%;当表面活性剂的加入量增至0.3 g·g-1时,两者的有机酸最大产量接近.此外,表面活性剂的种类和加入量对有机酸的组成分布也有一定的影响.     

生物质废弃物快速热解制取富氢气体的实验研究

采用管式炉对红松锯屑快速热解制取富氢气体进行了实验研究,分析了反应器温度、物料粒径和催化剂对热解产物组成的影响.结果表明高温能加快生物质快速热解进程,减少炭和焦油生成量,利于富氢气体的生成,800℃时气态产物比例可达56.9 wt.%,气态产物中H2体积分数由4.3%(500℃下)上升至17.2%,H2 CO体积分数达68.3%.小粒径能增大热解气态产物的比例,但对气态产物组成的影响很小,这可能与红松锯屑本身质地疏松有关.以与生物质直接混合方式添加的煅烧白云石能使热解产物中H2含量增加,但造成产气过程变缓,炭生成量增多,富氢气体总产量未能得到提高.     

利用嗜酸性硫杆菌的生物产酸作用处理洗毛废水

利用洗毛废水在低pH条件下,有机物絮凝沉降的特点,通过嗜酸性硫杆菌(Acidophilic thiobacillus)的产酸作用降低体系pH,破坏废水固有的稳定性,改变有机物的亲水性能,实现固液分离,达到去除COD的目的.试验结果表明,生物产酸作用能有效地去除废水COD,改善其脱水性能.当体系pH降至3.00, COD去除率达到最大值91.4%,处理后的废水有很好的机械脱水和沉降性能,比阻从大于9.81×10¹³　m·kg^-1降至5.60×10¹¹ m·kg^-1.而对照处理在整个培养期内,未发生明显的改变,仅有20%的COD被去除.本研究为油脂含量高、难被生物利用的有机废水提供了一条新的处理方法.     

产朊假丝酵母处理马铃薯淀粉废水

研究了pH、接种量、无机盐(通过加入磷酸二氢钾进行无机盐补充)及DO等对产朊假丝酵母处理马铃薯淀粉废水的影响.结果表明.在pH为5.0、产朊假丝酵母接种量为10%(体积分数)、磷酸二氢钾(质量分散为0.1%)加入量为0.5 g/L、废水不灭菌的条件下,废水处理效果和产朊假丝酵母生长最佳.且当废水COD为5 074 mg/L时,COD去除率达到74.86%,同时可获得2.23g/L的单细胞蛋白.产朊假丝酵母处理马铃薯淀粉废水的最佳条件的实验研究对实现马铃薯淀粉废水资源化利用提供了理论参考.     

液相吸收-高效液相色谱法测量气相OH方法的建立

利用水杨酸溶液相OH自由基,生成的荧光产物2,5－二羟苯甲酸用高效液相色谱法分离测定,推算得到气相OH浓度,根据此原理在实验室条件下,建立了气相OH自由基的测定方法,并利用气相OH标准发生源确定了最优实验条件,得到了气相OH浓度与荣光响应关系。由相吸收－高效液相色谱法测定的浓度与标准OH气流中的理论浓度比较一致。