基于高通量测序解析碳化温度对麻秆电极微生物群落影响

采用Solixa高通量测序技术比较了1 000℃和1 800℃碳化麻秆制备电极OCP-1000和OCP-1800在生物电化学系统运行过程中形成的生物膜微生物群落结构差异.测序分别获得OCP-1000和OCP-1800附着生物膜16S rRNA基因V3区优化序列4 231和5 263条,经过97%相似度归并后获得OTUs数量分别为1 187和1 338个.α多样性指数(Chao、Shannon指数)分析表明碳化温度越低,电极生物膜微生物多样性越丰富.电极OCP-1000和OCP-1800生物膜中优势菌群均为Proteobacteria、Firmicutes和Bacteroidetes,这3个门的细菌在OCP-1000生物膜含量分别为66%、10%和9%,但在电极OCP-1800生物膜中含量分别为71%、7%和9%.不同碳化温度制备的麻秆电极在生物电化学系统运行过程形成的生物膜不仅存在共有细菌种类,也含有独特菌种,说明电极制备过程碳化温度影响电极生物膜微生物群落结构.     

城市系统碳循环与碳管理研究进展

城市化带来的土地利用变化和化石燃料燃烧是引起全球气候变化和温室效应的主要原因之一。了解不同区域城市系统碳循环的过程、途径、方向和机制,有助于更好地进行未来大气温室气体的情景预测,并提出相应的碳管理措施。论文在国内外城市系统碳循环研究的基础上,对城市系统的特征、空间范围和碳过程特征进行了总结和分析;从城市能源使用碳排放、城市植被和土壤碳研究、城市扩展对碳排放的影响、城市代谢与碳过程、城市系统碳循环模拟等方面对目前城市系统碳循环的主要研究内容进行了综述;结合URCM研究计划,对城市碳管理的理论框架、科学问题和主要措施及目标进行了探讨;最后提出了该领域未来研究的主要方向和建议。     

煤质活性炭的制备及其在烟气脱硫中的应用

以烟煤为原料,采用气体活化法制备活性炭,并将其用于烟气脱硫。制备活性炭的最佳工艺条件:碳化温度为600℃;碳化时间为1.0h;活化温度为900℃;活化时间为1.5h;水蒸气流量为406mL/min。活性炭的硫容随SO2、O2和水蒸气的体积分数的增加而增加;随反应器床层温度升高,活性炭的硫容先升高后下降。在床层温度为80℃,SO2、O2和水蒸气体积分数分别为0.5%、5.0%和12.0%,N2为载气的条件下,活性炭的硫容最大,为72.3mg/g。     

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。     

印刷用铝基材碱洗废液的循环利用

对印刷用铝基材碱洗废液进行了循环利用研究。首先将高COD含量的碱洗废液进行除油脱色处理,通过石灰和硬脂酸的协同效应,使COD含量从26300mg／L降至480mg／L,色度降至60°;然后利用含铝碱性废液通过碳化法制备出结晶度66％的拟薄水铝石产品;最后对分离后的碱性废水按配方要求配制,对铝基材进行除油实验,经5次循环表明,除油效果和对铝基材的腐蚀率均100％达标。     

废弃膨润土制备碳纳米材料及其吸附性能

将吸附结晶紫后的废弃膨润土在氮气保护下600℃加热3 h,用HF和HCl洗掉其中的膨润土片层,得到了一种新型碳纳米材料.对碳材料进行了XRD、TEM、N2吸附-脱附表征,研究结果显示,该材料石墨化程度较高,其2θ角在26.1°处有明显的峰衍射,接近于石墨烯在26.48°的峰;TEM表征结果显示碳材料为薄层皱褶结构.N2-BET测得所制材料比表面积为77.6 m2·g-1.对比了该碳材料和十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)改性膨润土以及减电荷四甲基氯化铵(TMA)改性膨润土常温下吸附硝基苯的效果,发现该材料对硝基苯吸附效果远胜于两种改性膨润土.吸附热力学实验显示吸附过程为放热和熵减少的自发过程.     

改性城市污泥水热炭对铜和镉的吸附实验

水热碳化作为废弃生物质资源化利用的新兴工艺技术,可弥补我国城市污泥资源化处理方式的不足。实验研究了反应温度和时间对污泥水热产物性质的影响,并探究了水热炭通过KOH改性后对溶液重金属的吸附性能。结果表明:提高温度和延长时间有利于提升水热炭稳定程度与吸附性能;综合考量吸附效果与制备成本,确定水热碳化反应温度220℃和反应时间1 h为最佳反应条件;水热炭活化后对溶液中铜和镉的吸附性能良好,饱和吸附量分别达到49. 89,52. 04 mg/g,吸附过程可用Lagergren伪二级动力学模型和Langmuir/Freundlich吸附等温模型进行较好地拟合。     

不同反应条件对污泥水热碳化脱水性能的影响

随着城市化进程的加快,我国剩余活性污泥的产生量逐年增加,活性污泥中的胞外聚合物EPS含黏性蛋白类物质并高度亲水,因此破坏污泥絮体、释放和水解黏性有机物是改善污泥脱水性能的有效途径。通过分析水热碳化调理前后污泥比阻(SRF)、黏度(μ)、絮体形态特征及上清液的理化性质,考察了温度、时间以及促进剂Fe_2(SO_4)_3对水热碳化污泥脱水性能的影响。结果表明:反应温度为220℃、反应时间为2 h、Fe_2(SO_4)_3浓度为0. 5 mol/L时的水热碳化处理,污泥的脱水性能最好,比阻和黏度分别比对照组降低了97. 7%和98. 7%。水热碳化的高温高压环境破坏了污泥的絮体,使污泥胶体结构的内聚力降低,污泥的脱水性能得到改善。     

烟气流量及二氧化碳分压对氨法减排效率的影响

减少二氧化碳的排放,进一步使其资源化,是中国乃至世界能源生产所需要解决的重大问题。氨法吸收燃煤烟气中的二氧化碳是目前国际上的一个重要研究方向,具有良好的应用前景。为考察燃煤烟气流量以及二氧化碳分压对氨法吸收燃煤烟气中二氧化碳效率的影响,文章在实验室模拟烟气采用氨法吸收烟气中CO2,选用R=50%碳化氨水作为CO2吸收剂,选择填料塔做反应器,考察了烟气流量以及CO2分压对CO2脱除率的影响。研究发现,烟气流量越小,塔内气、液反应时间越长,CO2脱除率越高。在不同烟气流量的条件下,吸收液碳化度均超过130%。混合烟气流量为1 L/min,CO2分压为0.046 MPa时,脱除率最高,反应出液碳化度最大,结晶效果最好。