污泥-生活垃圾混合填埋体降解产气过程

通过室内实验研究了不同污泥添加量条件下污泥-生活垃圾混合填埋体的产气过程,并建立了污泥-生活垃圾降解产气过程的动力学模型。研究结果表明,污泥-生活垃圾混合填埋体的产气过程分为三个阶段,即调整阶段、加速阶段和衰减阶段;随着污泥添加量的增加,累计产气量逐渐增大,但是当污泥添加量超过30%后,累计产气量逐渐减少;添加污泥后,产气过程的产甲烷阶段明显提前,并且降解产气中CH₄体积分数提高,缩短了填埋场达到稳定所需的时间;但是污泥对混合填埋体的降解速率的促进作用存在一定的范围,本实验中,污泥添加量为30%的混合填埋体的降解速率最快。     

氨-硝酸锂在多根竖管内的降膜吸收实验研究

设计了含多根竖管的降膜式吸收器,以氨-硝酸锂作为吸收实验的工质对,对吸收器内氨蒸汽压力及其对应的饱和温度、吸收压力势、溶液进口温度、溶液进口质量分数和溶液喷淋密度等对氨的平均吸收速率的影响进行了实验.实验结果表明:当吸收速率变化范围为2.2×10~(-6)～4.8×10~(-6) g·m~(-2)·s~(-1)·Pa~(-1)时,吸收速率随吸收压力的变化趋于线性;吸收速率随吸收器溶液进口温度的增大而降低;吸收速率随吸收器进口溶液喷淋质量分数的降低而增大;并且随着喷淋密度的增大,吸收速率先增大后趋于平稳.     

H型翅片管换热器烟气低温腐蚀影响因素实验研究

为研究换热器的低温腐蚀,搭建了换热器烟气低温腐蚀实验台。实验台可模拟烟气环境并实现多种因素的定量控制。以工业余热回收中常用的H型翅片管为对象,进行了H型翅片管换热器烟气低温腐蚀影响因素的实验研究。观察并分析了H型翅片管在不同壁面温度下的表面形貌变化以及腐蚀产物,得到了不同烟气流量、烟气温度、烟气酸体积分数以及壁面温度对应的酸沉积速率。结果表明:壁面温度低于水蒸气露点时腐蚀较为严重,腐蚀机理为吸氧腐蚀;烟气流量、烟气温度、烟气酸体积分数以及壁面温度对酸沉积速率均有不同程度的影响;随着烟气酸体积分数从10×10~(-6)增加到50×10~(-6),酸沉积速率从2.50×10~(-7) mol·m~(-2)·s~(-1)近似线性增加到7.03×10~(-7) mol·m~(-2)·s~(-1);随着壁面温度从80℃降低到50℃,酸沉积速率从3.06×10~(-7) mol·m~(-2)·s~(-1)增大到1.75×10~(-6) mol·m~(-2)·s~(-1),当壁面温度继续降低时,沉积的酸一部分被冷凝水带走,导致测得的酸沉积速率减小;酸雾的生成和黏附对酸沉积速率有较大的影响。研究结果对开发抗低温腐蚀技术、改善烟气余热利用系统提供了实验基础。     

秸秆高温干式厌氧发酵的产气特性研究

试验用作物秸秆与活性污泥混合厌氧发酵制备沼气,研究了活性污泥与麦秸、玉米秸和稻草高温干式发酵的产气规律,加N素调节碳氮比(C/N)及添加生物炭对产气的影响.利用作物秸秆与活性污泥投加量1∶1,厌氧发酵原料总固体(TS)20%,在55℃下厌氧发酵.试验数据表明:1)产气从第5 d产气量开始增加,峰值均出现在第6~9 d,发酵15~25 d产气较为稳定,随后产气量缓慢下降.厌氧发酵7 d时,沼气中甲烷含量均能达到60%左右.按厌氧发酵时长45 d计算,稻草的产气量最大,单位TS累积产气量达到413.7 mL·g~(-1);玉米秸和麦秸的单位TS累积产气量分别为365.2 mL·g~(-1)、345.2 mL·g~(-1).2)调节发酵液的C/N至30∶1,可有效缩短沼气启动时间1~2 d;在沼气发酵微生物活性较低时,表现最为明显,可缩短沼气启动时间≥3 d且累积产气量最高可提高44.9%.3)在厌氧发酵液中添加4%(按发酵秸秆干基计算)的生物炭,并调节发酵液的C/N至30∶1,对麦秸厌氧发酵产气而言,累积产气量可提高38.5%,玉米秸和稻草的累积产气量分别提高6.2%和8.0%.     

桂圆热风干燥过程动力学研究

为了研究桂圆热风干燥过程的机理,在将其视为一个球体的基础上,建立了水分在桂圆内部迁移的传质模型,并获得了内扩散系数的表达式。研究结果表明:桂圆热风干燥主要由表面汽化阶段和水分内部迁移阶段构成,干燥介质温度的升高或气速的增大皆可增大干燥速率,由此缩短了表面汽化阶段的时间并使水分内部迁移阶段提前;干燥介质气速的高低会影响水汽从桂圆表面迁移至气相主体区的外扩散阻力,低气速条件下外扩散阻力较大,此时测得的扩散系数实质是包括外扩散影响在内的表观扩散系数,该系数随气速增加而增大。因此测量内扩散系数时应先消除表面汽化阶段的影响,通过分析不同气速对水分内扩散系数Deff的影响,发现消除外扩散影响的临界气速为1. 07 m·s-1,即当干燥介质气速高于该值时,可测得本征内扩散系数;在323. 15 K～363. 15 K温度范围内,水分在桂圆内部的扩散系数为2. 52×10-10m~2·s~(-1)～5. 27×10-10m~2·s~(-1),内扩散活化能和指前因子分别为19. 84 k J·mol-1和4. 011×10-7m~2·s~(-1)。     

喹啉水溶液与羟基自由基的作用机理研究

利用脉冲辐解技术对喹啉水溶液与羟基的作用机理进行了详细研究,对其瞬态吸收峰进行了归属,初步考察了这些瞬态粒子的生成和衰减行为。研究表明,·OH 与喹啉在碱性条件下反应生成 OH-加合物,生成速率常数为5.2×10~(10)mol~(-1)·s~(-1);在酸性条件下喹啉先与氢离子反应生成喹啉阳离子,它再与羟基发生加成反应,反应速率常数为7.90×10~(10)mol~(-1)·s~(-1),从而为喹啉的氧化降解提供了理论基础。     

HO_2与Cl反应机理及动力学性质的理论研究

揭示Cl对HO_2的消耗机制对改善大气环境质量具有指导作用,文中采用CCSD(T)/aug-cc-pVTZ//M06-2X/6-311++G(2d,2p)计算方法研究了HO_2+Cl抽氢和抽氧反应机理.研究发现,该反应共有R1(~3O_2+HCl,路径1)、R2(~1O_2+HCl,路径2)和R3(ClO+OH,路径3和路径4)三条反应通道,其中路径1和路径3分别为抽氢和抽氧通道的优势路径.利用经典过渡态理论(TST)与变分过渡态理论(CVT)并结合小曲率隧道效应模型(SCT),分别计算了抽氢和抽氧通道主路径1与路径3在213～320 K温度范围的内k~(CVT/SCT)值.结果表明,在213～320 K温度范围内路径1的速率常数为4.69×10~(-11)～3.98×10~(-10) cm~3·molecule~(-1)·s~(-1),比路径3的速率常数高出了13～19个数量级,即路径1是HO_2+Cl反应进行的主通道,298 K时路径1的速率常数(6.27×10~(-11) cm~3·molecule~(-1)·s~(-1))与实验值(6.80×10~(-11) cm~3·molecule~(-1)·s~(-1))相吻合.此外,在213～320 K温度范围内,变分效应对路径1的速率常数影响较小,而隧道效应在低温段对路径1的速率常数有显著影响.     

一种新型的具有修复机制铅离子选择电极的研制

构建了新型的以硫化铅纳米空球包埋膜组分为载体的聚氯乙烯膜铅离子选择电极.电极对铅离子的响应在1×10~(-2)~1×10~(-5) mol·L~(-1)浓度范围内有线性关系,斜率为26mV/pC,检测下限为7.1×10~(-6) mol·L~(-1).膜厚约0.3 mm的聚氯乙烯膜铅离子选择电极在1×10~(-1)~1×10~(-2),1×10~(-3)~1×10~(-5)及1×10~(-6)~1×10~(-) mol·L~(-1)的铅离子溶液中,其响应时间分别为9~15,20~45和55~70s.在1×10-3 mol·L~(-1)铅离子溶液中电极电位稳定的pH范围为3~7,银离子对电极的测量有一定的干扰.     

广州垃圾填埋场周围水体中PAHs和PAEs的污染特征

目前填埋处置仍是城市生活垃圾处理的主要措施之一,而填埋处置产生的垃圾渗滤液可能对填埋场周围水体产生有机物污染.以广州的李坑和兴丰2个代表性的垃圾填埋场为对象,调查垃圾渗滤液中多环芳烃(PAHs)和邻苯二甲酸酯(PAEs)的浓度水平以及周围水体的污染特征.结果表明,李坑和兴丰2个填埋场渗滤液中的PAHs和PAEs的浓度高,∑PAHs和∑PAEs平均值分别为417和180μg·L~(-1).周围水体样品中均检出PAHs和PAEs,其中∑PAHs浓度为1.4~2.8μg·L~(-1),平均值为2.0μg·L~(-1);∑PAEs浓度为1.1~7.4μg·L~(-1),平均值为2.4μg·L~(-1).地下水体中的PAHs和PAEs的浓度沿地下水流动方向降低.填埋场周围地表水、地下水和渗滤液中的PAHs和PAEs成分组成特征和变化规律表现出较好的一致性,揭示了3者的同源性.     

典型垃圾组份混烧对重金属迁移规律的影响

借助管式炉实验系统,在850℃下研究了新闻纸和竹筷中添加不同比例的垃圾袋、PVC管、织物及橡胶对重金属镉、铅、锌和铜迁移规律的影响.实验结果表明:混烧不同组份的垃圾后,底灰中镉的质量分数变化范围为5.2×10-7~2.28×10-6,铅的质量分数范围为4.607×10-5~9.451 1×10-4,锌的质量分数范围为2.426×10-4~3.920 0×10-2,而铜的质量分数范围为7.343×10-5~2.575 9×10-4;各混烧情况下底灰中镉、铅和残存率分别低于15%和50%,铜的残存率高于45%,而不同工况下锌残存率变化较大.     

小桐子种子产沼气潜力及其能源转换效率的研究

以小桐子种子为原料进行沼气发酵,结果表明,小桐子种子在常温条件下发酵产沼气的潜力为895mL/gTS,明显优于其他常见农村沼气发酵原料,小桐子种子沼气发酵的能源转换效率可达76.84%;其TS产气率分别是猪粪发酵的3.6倍、牛粪的5倍、玉米秸秆的3倍.     

太阳能玻璃钢沼气池的设计与性能试验

沼气池内的温度对沼液发酵产气起着重要的作用。为了消除气候对发酵的影响,提高冬季沼气产量,依据北方地区生产实践研究设计出一种新型太阳能玻璃钢沼气罐,结合目前国际上先进的玻璃钢罐螺旋工艺技术,采用分体结构,并用太阳能热水循环系统提高玻璃钢沼气池的罐体温度。有效地提高产气率。     

不同温度下滇池蓝藻沼气发酵的实验研究

以滇池蓝藻为发酵原料,改变发酵温度,采用批量式发酵工艺进行沼气发酵实验。实验结果表明:在常温、20℃、25℃、30℃和35℃下,滇池蓝藻的发酵时间、产气量及产气潜力有明显的差异性。随发酵温度的升高,实验启动越快、发酵时间越短、产气量越高、产气潜力越高。35℃下,产气效果最好,发酵时间29d,产气潜力为255mL/g.TS、285mL/g.VS.     

蓝藻沼气发酵产甲烷潜力测定

滇池蓝藻——作为污染的产物和二次污染的始作俑者正越来越成为滇池污染治理迫切需要解决的难题。而如果能够将这一污染物变废为宝，作为沼气发酵的原料加以利用将具有重要的社会、生态、经济效益。研究主要测定了将蓝藻用于沼气发酵的产甲烷潜力，结果表明：滇池蓝藻可以被用做沼气发酵原料加以利用，而且产气周期较长，产气稳定，经测定偈（总固体）产气率为345mL/g TS，VS（挥发份）产期率为366mL/g VS。     

香蕉杆组分测定及其产沼气潜力的研究

【目的】测定香蕉杆中的纤维素、半纤维素和木质素组分,并对其发酵产沼气的潜力进行研究,以期为香蕉杆的资源化利用提供可靠的基础资料。【方法】分别采用改进后的硫酸-重铬酸钾氧化法、2mol/L盐酸水解法和72%浓硫酸法测定香蕉杆中纤维素、半纤维素和木质素的含量;在35℃恒温条件下进行厌氧发酵产沼气,绘制不同原料产沼气过程变化曲线图。【结果】香蕉杆纤维素、半纤维素和木质素含量分别为17.47%、11%、6.86%,其厌氧发酵产沼气最高可达到(155±3)mL/g TS。【结论】香蕉杆纤维含量较高,可作为沼气发酵原料使用,为香蕉杆的资源化利用提供有益参考。     

城市生活垃圾厌氧消化中木聚糖酶活与产气量关系的研究

采用批量厌氧消化工艺,在恒温35℃下,研究城市生活垃圾厌氧消化中木聚糖酶活与产气量之间的关系.实验结果表明,在35d的厌氧消化过程中,产气量随木聚糖酶酶活升高而增加,酶活降低而减少.当木聚糖酶酶活水平处于高峰期8.60μmol木糖/mL·min左右时,产气量也处于高峰期,达到360mL/d左右.表明厌氧消化产气量与木聚糖酶活密切相关.     

不同温度下芦荟皮厌氧发酵产沼气的实验研究

为获得不同温度条件下芦荟皮厌氧发酵产沼气的潜力和特性,采用全混合批量发酵装置分别在20℃和30℃下对其进行沼气发酵实验。结果表明,在20℃时,芦荟皮发酵净产气量为952mL,TS产气率为349mL/g,VS产气率为423mL/g;在30℃时,净产气量为1 303mL,TS产气率为478mL/g,VS产气率为579mL/g,说明芦荟皮具有较好的产气潜力;30℃条件下芦荟皮的TS产气率为20℃条件下的1.37倍,TS利用率、VS利用率都比20℃条件下的高1倍以上,表明30℃更利于芦荟皮厌氧发酵产沼气。     

预处理对稻秸厌氧发酵产沼气的影响

以稻秸为研究对象,将多种预处理方法结合在一起,选取其中影响稻秸发酵的关键因素———碱剂量(熟石灰的用量)、含水率和接种时间,进行3因素3水平正交试验,对试验结果进行极差分析和方差分析,确定了稻秸厌氧发酵预处理的优化工艺条件:碱剂量为6%,含水率为80%,接种时间为4 d.其中含水率对稻秸厌氧发酵产沼气的影响最显著,其次是碱剂量,再次是接种时间.并对正交试验中最优预处理条件下试验的日产气量进行分析,表明在优化的预处理工艺条件下,稻秸厌氧发酵启动较快,系统稳定,周期较短.     

甘蔗渣霉变对厌氧发酵产沼气的影响

为探究霉变对甘蔗渣厌氧发酵产沼气的影响，本研究选取正常的甘蔗渣和霉变的甘蔗渣，对其结构、理化性质、发酵过程参数和物质去除率进行测定。结果表明，霉变的甘蔗渣结构被破坏，且表面存在较多的附着物和微生物。与正常的甘蔗渣相比，霉变的甘蔗渣含水量提高44.6%，可溶性糖含量降低95.4%，总氮含量提高48.6%，木质纤维素含量增加。在厌氧发酵过程中，正常甘蔗渣的溶解性化学需氧量最高值(3 229.0 mg/L)是霉变的甘蔗渣的3.4倍，且正常的甘蔗渣的总挥发酸(Total Volatile Fatty Acids,TVFA)最大值为1 855.8 mg/L，比霉变的甘蔗渣高26.2%。此外，霉变的甘蔗渣总固体(Total Solids，TS)去除率比正常的甘蔗渣减少17.2%，挥发性固体(Volatile Solids，VS)去除率仅为正常甘蔗渣的56.7%，累积沼气产量和甲烷产量比正常的甘蔗渣分别降低60.6%和77.9%。综上，甘蔗渣霉变后结构遭到破坏，可溶性糖含量急剧下降，产沼气潜力大大降低。     

酸木瓜籽产沼气潜力的实验探究

以污水处理厂活性污泥为接种物,以提油后的酸木瓜籽为发酵原料,按一定比例配制成浓度为6%的发酵液在30℃进行批量发酵,测定原料发酵前后的总固体（TS）含量、挥发性固体（VS）含量、pH值和日产气量.结果表明,以提油后的酸木瓜籽为发酵原料发酵,第1天即开始产气,且产气量达到310mL,但甲烷含量低,不能燃烧,第2~6天出现酸化现象,停止产气,随后体系恢复正常连续产气至结束,发酵至第20天的产气量占总产气量的81%左右.酸木瓜籽的TS利用率为27.26%,VS利用率为19.2%,其产气潜力为178g/mL（TS）和185g/mL（VS）.