农业废弃物厌氧干发酵技术研究进展

中国是农业大国,农业废弃物产生量逐年增加,但资源化利用率较低。厌氧干发酵技术主要用于处理总固形物质含量在20%～40%(质量分数)之间的固态有机物,是农业废弃物资源化利用的有效途径,具有用水量少、容积产气率高等优点。由于较高的含固率,厌氧干发酵技术还存在反应器启动慢、物料搅拌困难、传热传质差等问题。厌氧干发酵装置的创新与工艺参数的优化直接关系到该技术的进一步推广与应用。通过比较典型的序批式和连续式厌氧干发酵反应器的运行特点,分析主要工艺参数对厌氧干发酵运行过程的影响,综述了近年来国内外厌氧干发酵技术的研究和应用现状,提出了当前厌氧干发酵技术存在的不足,并在技术装备和工艺研究方面对该技术未来的发展趋势进行了展望:开发厌氧干发酵装置中关键环节的设计方法;开展沼渣流变特性、微生物动态变化等深层次机理方面的研究。     

电子废弃物资源化技术研究

为研究电子废弃物回收、拆卸、处理及资源循环利用技术与电子废弃物资源化清洁生产技术,提高资源再利用效率,促进电子产业资源循环利用的可持续健康发展,发展静脉产业,以电子废弃物为原料,生产各类金属,把电子废弃物中的塑料、橡胶不分类不清洗制成塑料沥青,在树脂玻纤、残渣等废弃物中加入水泥、灰沙等物做建筑材料如人行道地板砖等.生产过程无污染,主要排放物为水,达到国家排放标准.     

热活化污泥—高钙粉煤灰复合地聚合物的性能与机理研究

研究采用水玻璃激发的高钙粉煤灰和热活化污泥制备复合地聚合物的可行性,并讨论制备的复合地聚合物的性能与机理.结果表明:经900℃焙烧1h的污泥(<45μm)以10%质量分数的掺量取代高钙粉煤灰后研制成的地聚合物具有较好的抗压强度;在复合地聚合物体系中,无定形地聚合物凝胶包裹在球状粉煤灰颗粒周围,有类沸石矿物生成,出现Al—O/Si—O对称伸缩峰及Si—O—Si/Si—O—Al弯曲振动峰.这一研究可以丰富地聚合物原材料的选择,有助于含硅铝相和含钙工业废弃物的资源化利用.     

SUS441不锈钢/Al金属间化合物微叠层复合板的界面结构与力学性能

采用“表面预处理—交替层叠—热轧复合—热处理”的工艺流程制备了SUS441不锈钢/Al金属间化合物微叠层复合板。利用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜等检测与表征方法研究了热处理温度对复合板界面形貌、微观组织、物相组成、维氏硬度、拉伸性能的影响。结果表明：复合板界面结合良好;热处理后,固–液反应界面氧化严重,易导致界面分层而开裂;固–固、固–半固、固–液热处理后,金属间化合物层由均匀层和两相层组成,均匀层的物相组成为Fe₂A1₅,两相层的物相组成为Fe₄Al₁₃和Al₁₃Cr₂,且两相层具有韧性特征,固–半固反应所得到的复合板的综合力学性能最佳。     

垃圾焚烧炉渣级配对垃圾焚烧炉渣基免烧砖性能的影响

炉渣基免烧砖是以水泥、炉渣为主要原料，混合加入掺合料、外加剂等，通过加水搅拌、成型、养护等一系列工艺所生产制造的新型环保节能砖。本文工作目的是为了优化炉渣和水泥的匹配关系，提高炉渣基免烧砖的强度性能，加大MSWI（Municipal solid waste incineration）炉渣的应用范围。试验研究表明：测试炉渣的理化性质，即炉渣化学性质稳定；取粒度在0.83～0.17 mm的炉渣，按10%比例增加指数等质量替代水泥和砂进行试验，并将其与基准配合比进行对比；当炉渣颗粒粒度在0.15～2.5 mm时，免烧砖的抗压强度随着粒径的增大而提高，且粒度在0.83～1.7 mm抗压强度性能最优；各因素对抗压强度的影响程度为：炉渣粒度＞炉渣掺杂量＞水灰比，炉渣掺量代替砂比例等于40%，相应的水灰比等于0.46。试验为垃圾焚烧炉渣制备免烧砖提供初步分析，具有炉渣资源化利用价值。     

相转移催化在高分子化学中应用

相转移催化是一类合成技术,将固相或水相的有机或无机盐转移到有机液体中与有机可液物反应。 相转移方法应用于聚合物合成和改性。包括四部分:1.相转移催化自由基反应,丙烯酸类单体的聚合。2.冠醚用于双烯阴离子聚合和共聚合。3.相转移催化用于缩聚—聚醚的合成。4.相转化催化用于聚合物化学改性。     

粉煤灰预处理浆液槽停车与启动瞬态过程研究

用数值模拟方法对粉煤灰预处理浆液槽内固相颗粒的沉降及悬浮瞬态过程进行研究,同时以稳态模拟结果为初值对工业实际生产中的突发停车事故进行了研究,并分析了颗粒相分布和搅拌功率在停车以及再启动过程中的变化情况.结果表明,在浆液槽停车过程中内部固液两相运动速度不断衰减,固相颗粒逐渐在槽底形成沉积层,槽上部出现清液层;再启动之后固相颗粒重新分布于浆液槽中,停车0.5,h和1.0,h分别需经过6,min和10,min的搅拌才可以再次达到均匀悬浮状态,而且再启动初期搅拌功率陡增,最高可以达到稳定水平的1.6倍,如果不在搅拌设备上预先加装辅助搅拌设备则会有烧毁电机的危险.本研究可以有效预防突发停车事故.     

钻井废弃物高强度固化处理新技术

为消除钻井废弃物的环境影响并赋予其较高资源化利用潜力,采用改性氯氧镁水泥,对钻井废弃物进行高强度固化处理,优化固化体系各组成比例,用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析固化产物组成及微观结构,并评价其浸出毒性.结果表明:固化钻井废弃物原料组成对其抗压强度有较大影响,最优比例的固化体系,经过压实成型,环境温度下养护,其14 d抗压强度最高可达38 Mpa;胶结材料水化产物中大量的5Mg(OH)2·MgCI2·8H2 O使固化试样产生较大的抗压强度,粉煤灰活性组分反应产物提高了固化物的性能这是晶体共生产生的机械嵌合作用和独特的空间网状结构的结果;固化物浸出毒性符合国家环境标准要求;处理后的钻井废弃物具有较高的抗压强度和环境相容性,处理工业废弃物量高达65.7%.     

石场废弃物用于路床加固应用研究

由于我国石料开采粗放,每年产生大量的石场废弃物。以荣兴石场废弃物为例,探讨将之用于路床加固的可行性。通过后室内试验与试验段施工工艺的研究,提出了施工质量控制的建议。针对变异性大的石场废弃物,提出了相应的检测验收方法与技术指标,为石场废弃物的资源化利用提供了一个有效途径。试验段检测数据表明,石场废弃物加固路床作用显著,可提高路基顶面的回弹模量50%以上。所以通过结构优化设计可减薄路面结构层厚度,取得良好的经济效益。     

地质聚合物基细粒盾构渣土免烧砖性能试验研究

现阶段,我国地铁及其他基础设施建设发展迅速,将产生巨量盾构渣土.为大量消纳盾构渣土,结合地质聚合物法制备了免烧建材,以期为盾构渣土的处置及资源化利用提供参考.利用2 mm以下细粒盾构渣土、粉煤灰和粒化高炉矿渣为原料,以水玻璃和氢氧化钠溶液混合液为碱性激发剂,采用浇筑成型的方法,制备了2种细粒盾构渣土标准免烧砖,并分别测试其自然养护28 d后的单轴抗压强度、抗折强度、软化系数以及抗冻性.结果表明,粉煤灰地质聚合物基和粒化高炉矿渣地质聚合物基细粒盾构渣土免烧砖的抗压强度分别为15.7 MPa、41.8MPa;抗折强度分别为4.4 MPa、4.9 MPa;软化系数分别为0.90、0.95;25次冻融循环后的强度损失分别为15.3%、16.5%,质量损失为1.8%、0.8%,符合免烧砖标准及相关要求.     

废砖细骨料砂浆的制备与基本性能的研究

近年来,新城建设、旧城改造产生大量的建筑废弃物,造成了环境污染和资源浪费。同时,我国天然砂资源日益短缺,极其需要代替品。针对以上问题,将废弃黏土砖作为砂浆细骨料进行试验研究。结果表明:废砖骨料替代天然砂,会使砂浆的流动性降低,保水性提高。当替代率超过50%后,砂浆的流动性和保水性均不满足使用要求,必须添加一定的附加用水量;得到了M5、M10和M15砂浆的替代率与附加用水量的关系式;用废砖替代部分天然砂可以使砂浆的强度提高,且后期强度提高更加明显。M5和M10砂浆的替代率为50%时,28d强度达到峰值,M15砂浆则是25%时,达到峰值;制备M5砂浆可以采用100%废砖骨料,制备M10以上的砂浆,替代率应控制在50%以内。     

利用大冶地区含铁尾矿生产建筑墙体材料的可行性研究

利用大冶地区某矿排放的含铁尾矿为骨料,炉渣和水处理沉渣做添加剂,以水泥做固化剂,采用固化技术对其综合利用--生产免烧建筑墙体材料进行了探索.测定结果表明:试件的抗压强度、容重相关参数值均满足墙体材料的要求,用于生产免烧建筑墙体材料是可行的,达到变废为宝、保护环境的目的.     

基于酸处理的解除钻井液漏失损害实验研究

裂缝性油气藏钻井过程中钻井液漏失严重制约着勘探开发进程。漏失会导致钻井液固相和液相侵入地层深部,固相沉积及液相滞留会严重损害基质和裂缝渗透率,影响后期开发效果。以九龙山气田须家河组裂缝性地层为研究背景,设计了基于酸处理方法解除钻井液漏失损害的实验评价方法,评价了原钻井液、改性钻井液返排恢复率;并分析钻井液漏失损害机理及酸处理解除钻井液漏失损害原理。     

废易拉罐粗纤维增强再生混凝土基本性能

为改善再生混凝土的性能,用废易拉罐剪成纤维条制备纤维再生混凝土。通过纤维增强再生混凝土(fiber reinforced recycled aggregate concrete, FRRAC)、再生混凝土(recycled aggregate concrete, RAC)和天然骨料混凝土(nature aggregate concrete, NAC)的坍落度试验、立方体抗压试验和劈裂抗拉试验,研究废易拉罐粗纤维的长度、掺量对再生混凝土工作性能和力学性能的影响。结果表明：纤维再生混凝土的流动性随废易拉罐粗纤维长度和掺量的增大而降低,但小掺量时(0.5%)纤维对再生混凝土流动性影响不大;粗纤维的加入,使得再生混凝土的抗压强度存在小幅波动,但劈拉抗拉强度大幅提高。可见,废易拉罐粗纤维可用作再生混凝土的增强材料,实现环保和固体废物资源化目的。     

检查井混凝土空心砌块生产项目研究

检查井混凝土砌块代替黏土砖,既节约了土地资源,又减少了固体废渣的排放,具有绿色环保、经久耐用的优点。从生产规模、建设方案、成本和利润等方面阐述了检查井混凝土空心砌块生产项目的建设方案以及该项目带来的经济效益和环保效益。     

辉绿岩地层井壁垮塌机理及主控因素实验研究

新疆A井区深部辉绿岩地层井壁垮塌严重,多次引发井下复杂,阻碍了该地区深部油气资源的勘探开发进程。通过开展辉绿岩微观组构、水理化性能及力学特性实验研究,揭示了辉绿岩地层井壁岩石垮塌失稳机理及主要控制因素。实验结果表明,辉绿岩岩体微细观裂缝十分发育,裂缝间主要为长石充填,含有少量黏土,部分裂缝为无充填缝,且裂缝纵横交错,连通性好;发育有裂缝的辉绿岩岩体力学强度远低于均质无裂缝岩体,仅为后者的10%~20%;水化效应对辉绿岩岩体力学强度影响不明显,影响幅度为2%~7%。理论计算结果表明,裂缝的力学弱面效应对辉绿岩地层坍塌压力影响最大,影响幅度为21%;裂缝间的渗流效应影响次之,影响幅度为11%,水化效应影响不明显,仅为2%。因此,考虑辉绿岩地层裂缝的力学弱面效应影响,准确设计钻井液密度是稳定辉绿岩地层的关键。其次,结合辉绿岩微裂缝缝宽尺寸大小,优化设计钻井液防塌封堵材料尺寸,增强的钻井液防塌封堵性能可有效改善辉绿岩地层井壁稳定性。现场应用实例表明,合理设计钻井液密度和增强钻井液防塌封堵性可有效提高辉绿岩地层井壁稳定性,井下垮塌遇阻复杂情况大幅好转。     

冻融循环作用下煤矸石-铁尾矿烧结多孔砖的损伤性能

大宗工业固废建材化利用是工业可持续发展的一项长远战略方针,利用煤矸石、铁尾矿生产烧结砖可为内蒙古地区大宗工业固废综合利用提供新思路。针对内蒙古地区自然环境特征,对煤矸石-铁尾矿烧结多孔砖标准试件进行冻融循环试验,分析冻融前后煤矸石-铁尾矿烧结多孔砖外观、质量、抗压强度、吸水率和体积密度变化情况;基于Wiener过程对试样损伤规律进行分析,以相对质量损伤为指标建立可靠度模型,并对指标选取合理性进行验证,计算漂移系数和扩散系数求解冻融循环作用后煤矸石-铁尾矿烧结多孔砖可靠度函数曲线;利用冻融寿命预测模型对室内外冻融循环次数进行转化,并对冻融循环作用后煤矸石-铁尾矿烧结多孔在不同阈值条件进行寿命预测。结果表明：煤矸石-铁尾矿烧结多孔砖标准试件抗压强度为10.6MPa,吸水率为13.3%,体积密度为1779.7kg/m₃^;煤矸石-铁尾矿烧结多孔砖性能随冻融循环次数增加劣化程度加深,其质量、抗压强度、吸水率和体积密度损伤度分别为7.1%、38%、18%和3.6%,同时冻融循环后砖体表面出现隆起、微裂缝和轻微剥落现象;对可靠度函数曲线分析可知煤矸石-铁尾矿烧结多孔砖损伤符合材料破坏特点,在阈值为0.2,0.3,0.4条件下,煤矸石-铁尾矿烧结多孔砖耐久性寿命分别为11.1年,35.4年,85.6年。     

砖粒及粉煤灰掺量对再生混凝土抗冻性能的影响

利用含砖粒建筑垃圾再生粗骨料制备再生混凝土,并在工程中推广应用;其强度和抗冻性能是亟待解决的关键性问题。以粉煤灰及砖粒掺量作为分析参数,制作粉煤灰取代率分别为0、10%、15%和20%,砖粒含量分别为0、10%、30%和50%的再生混凝土立方体试件和棱柱体试件;并通过抗压和气冻-气融循环试验,研究粉煤灰取代率及砖粒含量对再生混凝土的强度及抗冻性能的影响规律。研究结果表明:(1)在无粉煤灰掺入条件下,砖粒掺量不超过30%时,再生混凝土的抗压强度和抗冻性能均没有明显下降;当砖粒掺量为50%时,再生混凝土的抗压强度和抗冻性能均有显著下降。(2)在砖粒掺量分别为30%和50%情况下,对再生混凝土抗压强度和抗冻性来说,粉煤灰取代率分别为15%和10%时的最优。     

Degradation of Disposal Hydroxyl-Terminated Polybutadiene Composite Solid Propellant

With the greatly increasing amount of discarded hydroxyl-terminated polybutadiene(HTPB) propellant year by year, it is of high significance to study the safe, efficient and environmental processing method of disposal HTPB propellant. In this paper, the decomposition agents are formulated for degrading the waste composite solid propellant. It is found that the following formulations of butanone 25%-55%, xylene 30%-75%, deionized water 40%-45% have effective influence on the degradation of the waste composite solid propellant. The proper degradation time is found to be about 7-8 h. With the help of infrared spectrum analysis, scanning electron microscope imaging, thermogravimetric analysis and solvent viscosity test, it was proved that after degradation reaction on the propellant sometimes, a large number of irregular fractures occurred in bulk resulting from effective degradation. The characterization of the propellant after degradation showed that the hardness of the propellant decreased, the viscosity increased, and a large number of holes and cracks appeared on the surface. The results showed that the formulated degradation agent and degradation condition perform good degradation effects on HTPB solid propellant.     

江汉油田废弃油基钻井液柴油回收技术

江汉油田页岩气钻井作业中使用柴油基钻井液,为减少废弃钻井液对环境的污染,通过室内实验研制了柴油回收剂配方:1%破乳剂OPP+800 mg/L混凝剂PAC+10 mg/L絮凝剂PAM.并优化了柴油回收工艺参数:最佳的破乳温度为55～60℃,破乳时间为60 min,离心转速为3 000 r/min,离心时间为5 min,废弃油基钻井液柴油回收率可达90%以上.回收柴油的品质达到了GB252-2000规定的-10号轻柴油技术要求和GB/T19147-2003规定的-10号车用柴油技术要求.根据现场油基钻井液的配方,再以回收柴油为基液配制油基钻井液,其性能与现场使用的油基钻井液性能相当.