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秸秆纤维素/凹凸棒石复合材料制备及吸附性能研究
1
作者 王建强 陈慧平 黄菊梅 《科学技术创新》 2025年第14期18-21,共4页
以玉米秸秆制备的纳米纤维素(NC)为原料,以环氧氯丙烷为交联剂,通过溶液共混法和凹凸棒石(ATP)制备秸秆纤维素/凹凸棒石复合材料,调节NC和ATP的质量比(1:10~10:10)制成了一系列NC-ATP复合吸附材料。用一定浓度的亚甲基蓝(MB)溶液模拟工... 以玉米秸秆制备的纳米纤维素(NC)为原料,以环氧氯丙烷为交联剂,通过溶液共混法和凹凸棒石(ATP)制备秸秆纤维素/凹凸棒石复合材料,调节NC和ATP的质量比(1:10~10:10)制成了一系列NC-ATP复合吸附材料。用一定浓度的亚甲基蓝(MB)溶液模拟工业废水,考察NC和ATP的质量比对材料吸附性能的影响,实验发现当NC和ATP的质量比为3:10时吸附性能最好。利用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和X射线衍射(XRD)对复合材料进行结构分析;最后研究了MB溶液浓度、吸附时长、吸附剂投入量,以及溶液温度和pH对材料吸附性能的影响,结果表明:在室温和保持原液pH值不变的条件下,当MB溶液浓度是100 mg/L时,投入50 mg吸附剂,吸附反应0.5 h,NC-ATP对MB溶液的脱色率可达99%以上。 展开更多
关键词 秸秆纤维素 凹凸棒石 亚甲基蓝 吸附性能
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生物质灰滤材磷素吸附性能研究 被引量：1
2
作者 余子俊 俞佳航 +6 位作者 朱骏逸 侯存 屈智超 牛文娟 艾平 冯耀泽 刘念 《中国环境科学》 北大核心 2025年第4期2028-2040,共13页
以生物质灰为原料,短时高温烧结制得孔隙发达、化学性能稳定的新型块体滤材,并对其磷素吸附性能及所涉动力学、热力学行为展开研究.静态吸附试验结果表明,在较高磷素初始浓度或反应温度、较长吸附时间或较低固液比下,生物质灰滤材对磷... 以生物质灰为原料,短时高温烧结制得孔隙发达、化学性能稳定的新型块体滤材,并对其磷素吸附性能及所涉动力学、热力学行为展开研究.静态吸附试验结果表明,在较高磷素初始浓度或反应温度、较长吸附时间或较低固液比下,生物质灰滤材对磷素的单位吸附量更高,其中固液比为影响滤材磷吸附的主控因素.当磷素初始浓度为90mg/L、反应温度55℃、吸附时间1250min、pH=3、固液比为1:200(g:mL)时,该滤材单位吸附量最高可达7.72mg/g.生物质灰滤材表面呈非均质结构,对磷素的吸附以多层物理吸热吸附为主,单层或多层化学自发吸附为辅.在动态吸附条件下,该滤材磷素单位吸附量可达椰壳生物炭、陶粒、天然沸石3种常见商用滤材的9.8、22.27、27.22倍,显示出良好吸附性能,在净化水质的同时实现生物质灰消纳与循环利用,极具推广价值. 展开更多
关键词 生物质灰 滤材 磷素 吸附 动力学模型 热力学
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不同预处理方法对青贮玉米秸秆厌氧消化产气效能的影响 被引量：1
3
作者 刘金菊 石瑞峰 +5 位作者 任海伟 尹鑫 张丙云 王昱 李金平 杨鑫 《农业工程学报》 北大核心 2025年第16期268-276,共9页
为提高青贮玉米秸秆的厌氧消化产甲烷效能,该研究从理化特性、元素组成、微观结构等角度,分析了NaOH、γ-戊内酯(gamma-valerolactone,GVL)/NaOH、碱性过氧化氢、芬顿试剂4种预处理方法对青贮玉米秸秆产甲烷性能、厌氧消化系统稳定性和... 为提高青贮玉米秸秆的厌氧消化产甲烷效能,该研究从理化特性、元素组成、微观结构等角度,分析了NaOH、γ-戊内酯(gamma-valerolactone,GVL)/NaOH、碱性过氧化氢、芬顿试剂4种预处理方法对青贮玉米秸秆产甲烷性能、厌氧消化系统稳定性和反应进程的影响机理,并比较了不同预处理条件下的能源转化效率和经济效益。结果表明,与原料(CK组)相比,预处理后的NG1组(摩尔比0.1/1的GVL/NaOH预处理)中纤维素含量由41.35%提升至69.21%,半纤维素含量由8.76%提升至17.77%,木质素含量由14.77%降至5.56%。微观结构显示,NG1组的木质纤维结构被严重破坏,总结晶度指数显著降低(P<0.05)。进一步,NG1组的累积甲烷产量高达375.17 mL/g(以挥发性固体计),较CK组提升了26.08%;理论最大产甲烷速率(R_(m))较CK组提升了25.43%;迟滞期(λ值=0.94 d)显著(P<0.05)低于其他预处理组(1.49~2.37 d)。相比而言,碱性过氧化氢(AH组)和芬顿试剂预处理(FE组)因过度降解青贮秸秆中的能源组分且木质素去除有限,对产甲烷性能形成了一定的抑制作用。经济收益分析表明,NG1组的净收益为968.20 yuan/t,较CK组提升了13.32%,经济效益最佳。因此,综合技术和经济指标结果,推荐采用摩尔比为0.1/1的GVL/NaOH预处理方案(NG1组),该研究为青贮玉米秸秆在沼气工程中的规模化应用奠定了基础。 展开更多
关键词 玉米秸秆 预处理 厌氧消化 甲烷产量 结构表征
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磁改性核桃壳基生物炭吸附红霉素的实验研究 被引量：1
4
作者 鲁秀国 揭珊 付宇凌 《水处理技术》 北大核心 2025年第4期35-41,共7页
以农用废弃物核桃壳为原材料,采用化学共沉淀法负载Fe_(3)O_(4)磁性颗粒制备出磁改性核桃壳基生物炭INBC,并将其用于吸附水中红霉素。采用SEM、XRD、FT-IR、VSM等表征手段,分析INBC的形貌结构等特征,并探讨INBC投加量、初始p H、初始浓... 以农用废弃物核桃壳为原材料,采用化学共沉淀法负载Fe_(3)O_(4)磁性颗粒制备出磁改性核桃壳基生物炭INBC,并将其用于吸附水中红霉素。采用SEM、XRD、FT-IR、VSM等表征手段,分析INBC的形貌结构等特征,并探讨INBC投加量、初始p H、初始浓度、温度等单因素变量对水中红霉素吸附效率的影响。结果表明:当红霉素初始浓度为20 mg/L,INBC的投加量为0.3 g/L,初始p H控制在7,以200 r/min的转速在35℃下恒温震荡吸附240 min时,可以获得最佳去除率98.04%及吸附容量65.39 mg/g。 展开更多
关键词 磁性 核桃壳 生物炭 红霉素 吸附
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甘蔗渣灰与石灰配施对酸化土壤的改良及玉米植株生长的影响 被引量：1
5
作者 江涛 常再艳 +4 位作者 刘思汝 马海洋 刘亚男 石伟琦 宋书会 《现代农业研究》 2025年第1期1-10,共10页
【目的】以热带酸性砖红壤为研究对象,在有机肥代替部分化学氮肥的基础上配施甘蔗渣灰与生石灰,探索其对土壤酸化的改良作用。【方法】采用盆栽与大田试验相结合的方式开展研究,盆栽试验设置处理1:甘蔗渣灰与生石灰用量比为1∶1(L1B1);... 【目的】以热带酸性砖红壤为研究对象,在有机肥代替部分化学氮肥的基础上配施甘蔗渣灰与生石灰,探索其对土壤酸化的改良作用。【方法】采用盆栽与大田试验相结合的方式开展研究,盆栽试验设置处理1:甘蔗渣灰与生石灰用量比为1∶1(L1B1);处理2:甘蔗渣灰与生石灰用量比为1∶2(L1B2);处理3:甘蔗渣灰与生石灰用量比为1∶4(L1B4);施用纯化学肥料氮磷钾的处理为对照(CK)。分别在玉米生长的苗期、拔节期、孕穗期、灌浆期、成熟期测量玉米生理生长状况,探讨生石灰和甘蔗渣灰的最佳比例和最优选择。同时开展田间试验,以纯化学肥料氮磷钾为对照(NPK),设置处理1:有机肥替代30%化学氮肥(M30),处理2:在30%有机替代的基础上配施甘蔗渣灰+生石灰(M30LB),在收获期测定土壤各项理化性质。【结果】(1)盆栽试验L1B1处理表现最佳,较CK组可提升玉米植株最大叶长11.05%、最大叶宽17.46%、冠幅27.55%、株高28.24%;提升土壤pH值1.41个单位、土壤速效磷8.36%、碱解氮75.00%、交换性钙离子含量1.08倍;(2)大田实验M30LB处理(70%NPK+有机肥+甘蔗渣灰+石灰)对土壤酸化改良效果最佳,同对照组(100%NPK)相比pH值提高了1.68个单位,土壤碱解氮提升44.45%;有机质含量提升20.07%,速效磷含量提升40.81%,硝态氮含量下降26.06%;(3)主成分分析显示土壤团聚体、速效磷、有机质和硝态氮对土壤改良效果影响相对较大、反馈效果更加明显。土壤pH值变化与土壤有机质、速效磷、>0.25 mm团聚体、交换性钙离子、土壤碱解氮之间存在正相关性;与土壤硝态氮、<0.053 mm团聚体之间存在负相关性。【结论】(1)在甘蔗灰施用量为10 g/kg的前提下,生石灰的使用量在2.5 g/kg~10 g/kg均有利于玉米植株的生长和土壤养分的提高,且对于土壤pH值的提升也较为迅速;(2)农业生产上生石灰与甘蔗渣灰的比例以1∶2左右为宜;(3)甘蔗渣与生石灰配施能减少农业氮肥的施用,降低化肥对环境的污染和负面影响,对土壤酸化改良具有重要意义。 展开更多
关键词 甘蔗渣灰 石灰 有机肥 土壤酸化 玉米生长
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秸秆肥料化利用的主要技术分析 被引量：1
6
作者 杨潇 李永辉 +3 位作者 王昌梅 余勇才 尹芳 张无敌 《再生资源与循环经济》 2025年第2期18-22,共5页
秸秆肥料化是实现农业废弃物资源化利用的重要途径。通过分析文献得出,目前秸秆肥料化利用的主要技术有秸秆机械粉碎还田技术、秸秆覆盖还田技术、秸秆富集深还技术、秸秆堆沤还田技术、秸秆生物反应堆技术以及秸秆有机肥生产技术,不同... 秸秆肥料化是实现农业废弃物资源化利用的重要途径。通过分析文献得出,目前秸秆肥料化利用的主要技术有秸秆机械粉碎还田技术、秸秆覆盖还田技术、秸秆富集深还技术、秸秆堆沤还田技术、秸秆生物反应堆技术以及秸秆有机肥生产技术,不同的秸秆肥料化技术具有不同的适用性。考虑将不同地域的气候条件、地形地势、农业机械化程度、种植规模化程度以及不同作物的秸秆与秸秆肥料化技术结合研究,形成适宜不同地域的特色秸秆还田模式,推动秸秆有机肥生产的产业化发展,将是未来我国秸秆肥料化创新应用的主要方向。 展开更多
关键词 秸秆 肥料化 还田技术
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不同模式处理对鸡粪堆肥效果及对微生物群落影响
7
作者 范建华 陈文峰 +4 位作者 谭秋琴 章明 顾华兵 金波 邢伟杰 《家畜生态学报》 北大核心 2025年第8期90-95,共6页
为探究发酵罐和机械风干两种模式处理的鸡粪堆肥效果及对微生物群落结构影响,为今后规模化鸡场的鸡粪处理与利用提供选择性指导意见,试验对应用两种模式处理后的不同时间段鸡粪含水率、氮磷钾养分损耗、无害化处理程度和腐熟度和细菌菌... 为探究发酵罐和机械风干两种模式处理的鸡粪堆肥效果及对微生物群落结构影响,为今后规模化鸡场的鸡粪处理与利用提供选择性指导意见,试验对应用两种模式处理后的不同时间段鸡粪含水率、氮磷钾养分损耗、无害化处理程度和腐熟度和细菌菌群分布情况进行了比较研究。结果显示,鸡粪风干处理组水分下降更快,48 h鸡粪含水率可由原来71.2%降至17.9%;氮磷钾养分损耗较少,其中总氮约26.54%,总氮损耗不到发酵罐处理组的1/2;无害化处理程度显著高于发酵罐处理组,粪大肠杆菌值仅为21个/g,蛔虫虫卵死亡率为98%;24 h处理后的鸡粪种子发芽率为83.8%,即达腐熟;微生物群落差异研究发现,两个组的差异不显著,在细菌门分类水平上,主要有厚壁菌门、拟杆菌门和变形菌门等,其中厚壁菌门相对丰度最高,在细菌纲分类水平上,主要有梭菌纲、芽孢杆菌纲和拟杆菌纲,属水平聚类分析显示微生物群落结构相似。结果表明,相对于鸡粪发酵罐处理,利用机械风干的鸡粪处理模式的鸡粪堆肥效果好、运行效率高、对鸡粪中微生物群落结构影响不大,而且鸡舍内循环风还能二次循环利用,建议可作为当前规模化鸡场鸡粪处理的优选模式之一。 展开更多
关键词 发酵罐 机械风干 鸡粪处理与利用 微生物群落
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不同预处理溶剂对小麦秸秆吸油剂的吸油性能的影响
8
作者 申志兵 王顺梅 +4 位作者 薛瑜 唐瑞源 张君涛 梁生荣 周妙 《应用化工》 北大核心 2025年第1期152-156,共5页
通过廉价、可再生的小麦秸秆制备吸油剂时,需要预处理来除去秸秆表面的蜡质和木质素组分,以暴露纤维素的羟基使其充分参与改性反应,达到增强秸秆的亲油疏水的目的。考察了小麦秸秆经氢氧化钠、亚氯酸钠和二者混合溶液等不同预处理溶剂... 通过廉价、可再生的小麦秸秆制备吸油剂时,需要预处理来除去秸秆表面的蜡质和木质素组分,以暴露纤维素的羟基使其充分参与改性反应,达到增强秸秆的亲油疏水的目的。考察了小麦秸秆经氢氧化钠、亚氯酸钠和二者混合溶液等不同预处理溶剂对制得的吸油剂的吸油性能的影响。结果表明,NaOH处理后,制备的吸油剂水接触角可从80°增加到108.5°,油接触角则降为0°,表现出亲油和超疏水性,吸油性能大幅度提高。在此基础上对NaOH处理时间、温度和浓度进行对比,得出在100℃,5%,2 h预处理的效果最佳。 展开更多
关键词 小麦秸秆 生物质材料 预处理 吸油剂
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生物质锅炉受热面飞灰沉积腐蚀特性研究
9
作者 姚锡文 许克强 +1 位作者 杨婉婷 许开立 《安全与环境学报》 北大核心 2025年第6期2189-2197,共9页
为探讨生物质锅炉受热面飞灰沉积腐蚀特性,通过腐蚀增重研究生物质灰对锅炉受热面常用12Cr1MoV钢材高温腐蚀的影响,并结合X射线图谱(X-Ray Diffraction, XRD)分析和扫描电镜-能谱(Scanning Electron Microscopy-Energy Dispersive Spect... 为探讨生物质锅炉受热面飞灰沉积腐蚀特性,通过腐蚀增重研究生物质灰对锅炉受热面常用12Cr1MoV钢材高温腐蚀的影响,并结合X射线图谱(X-Ray Diffraction, XRD)分析和扫描电镜-能谱(Scanning Electron Microscopy-Energy Dispersive Spectrometer, SEM-EDS)分析系统研究了金属表面有无积灰、积灰中KCl无机盐的质量浓度、生物质水洗预处理等因素对锅炉受热面金属腐蚀的影响及作用机制。研究结果表明,对于任一腐蚀工况条件下,金属的腐蚀增重曲线均随着腐蚀时间的变化呈现半抛物线趋势:即腐蚀增重先迅速增加,而后趋于平缓;生物质灰中高质量浓度的KCl无机盐有助于促进低温共熔物的增多,进而加速腐蚀;试验温度600~700℃条件下,12Cr1MoV钢材表面发生Ⅱ型热腐蚀,热腐蚀初期KCl以固态形式存在,腐蚀速率较低,当Cr_(2)O_(3)氧化膜失去保护作用后,KCl-K_(2)CrO_(4)和KCl-FeCl_(2)低温共熔物增大腐蚀速率;KCl质量浓度越高,反应初期腐蚀更均匀,反应速率越小,但腐蚀后期速率更快;水洗预处理制成的灰通过降低KCl的质量浓度,可以有效减轻积灰对金属腐蚀的影响;在600℃无水蒸气条件下,水洗预处理腐蚀速率能够下降17%。 展开更多
关键词 安全工程 生物质 钢材 KCL 灰沉积 高温腐蚀
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高温纤维素分解菌Streptomyces thermocarboxydus的分离鉴定及其对毛竹废弃物的降解效果
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作者 喻舞阳 贺品 +7 位作者 安显鹏 张思梦 肖淑媛 刘学军 刘向彪 肖进军 陈宗顺 鲁耀雄 《中国生态农业学报(中英文)》 北大核心 2025年第10期1957-1966,共10页
毛竹加工过程中会产生大量废弃物,高温好氧堆肥是一种重要的毛竹废弃物利用方式,其中纤维素的高效降解是堆肥过程提质增效的关键,分离筛选高温纤维素分解菌对毛竹废弃物的高温堆肥降解具有重要意义。本研究在湖南的稻田、草地、竹林、... 毛竹加工过程中会产生大量废弃物,高温好氧堆肥是一种重要的毛竹废弃物利用方式,其中纤维素的高效降解是堆肥过程提质增效的关键,分离筛选高温纤维素分解菌对毛竹废弃物的高温堆肥降解具有重要意义。本研究在湖南的稻田、草地、竹林、森林土壤以及秸秆高温堆肥等存在木质纤维素的环境中采集样品,以毛竹加工剩余细屑纤维素为唯一碳源在50℃条件下富集培养高温纤维素分解菌。采用水解圈法分离筛选高温纤维素分解菌后,比较不同高温纤维素分解菌的毛竹失重率、纤维素酶(CMCase)活力和滤纸酶(FPase)活力大小,筛选出毛竹降解效果最优的菌株进行菌种鉴定,并分析其对毛竹木质纤维素的降解能力和降解效果。结果表明,水解圈法获得的纤维素分解菌主要为真菌和放线菌,其中菌株JFDF-S1在50℃条件下液体发酵培养5天时毛竹加工剩余细屑的失重率最高(20.35%),并且显著高于其他菌株;同时,该菌株产生的CMCase和FPase也显著高于其他菌株。经菌落菌体形态学和分子生物学鉴定为Streptomyces thermocarboxydus。菌株JFDF-S1在30~55℃条件下的菌落生长和纤维素降解能力较好,与堆肥过程的中高温条件相吻合,可通过高效降解毛竹废弃物中的半纤维素和纤维素组分对其进行有效降解。本研究为利用高温纤维素分解菌株JFDF-S1开发毛竹废弃物高效降解的微生物菌剂提供了理论基础,有利于提高毛竹废弃物的堆肥效率和质量,促进毛竹废弃物的循环利用和毛竹产业的健康可持续发展。 展开更多
关键词 毛竹废弃物 高温纤维素分解菌 嗜热一氧化碳链霉菌 纤维素酶 滤纸酶 降解效果
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滨海盐碱土壤-植物系统中Na^(+)调控机制及养分提升路径研究
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作者 乔雪琴 孙萍 +4 位作者 陈友媛 王翔宇 张方 颜雨欣 杨阳 《中国海洋大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第11期112-123,共12页
滨海盐碱土壤中Na^(+)过量,养分缺乏,严重制约固碳能力与可持续利用。本研究通过盆栽实验,结合统计分析方法,探讨不同浓度盐胁迫(2.0、6.8)下生物炭和丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)对土壤-植物系统中Na^(+)调控机制... 滨海盐碱土壤中Na^(+)过量,养分缺乏,严重制约固碳能力与可持续利用。本研究通过盆栽实验,结合统计分析方法,探讨不同浓度盐胁迫(2.0、6.8)下生物炭和丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)对土壤-植物系统中Na^(+)调控机制及养分有效性的影响及其作用路径。结果表明,盐浓度对植物生长呈现“低盐促进、高盐抑制”的趋势,H_(3)PO_(4)改性生物炭和AMF的协同作用在缓解盐胁迫损害方面发挥更优作用。2.0盐度下,H_(3)PO_(4)改性生物炭和AMF的联合作用使植物叶绿素、鲜质量和株高比对照组分别增加了45.8%、99.2%和48.0%;Na^(+)从土壤向植物的迁移变化量比对照组提高了5.3倍,显著抑制了有毒Na^(+)向植物根系的迁移。通过聚类分析和偏最小二乘路径模型,揭示并量化了H_(3)PO_(4)改性生物炭和AMF在盐碱土壤-植物系统中调控Na^(+)机制并提高养分有效性的相互作用路径:H_(3)PO_(4)改性生物炭对土壤调节作用更强,通过含氧官能团的吸附和离子交换能力,有效固定Na^(+),改善土壤通气性和渗透性,增强土壤养分有效性,间接促进植物生长;AMF对植物调节作用更积极,通过改善渗透调节,强化光合作用,提升根系活力,提高植物耐盐性,促进植物生物量的积累。生物炭和AMF的协同机制为滨海盐碱地植被恢复和生态景观构建提供了重要理论依据与实践指导。 展开更多
关键词 盐胁迫 生物炭 丛枝菌根真菌(AMF) 养分有效性 偏最小二乘路径模型
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生物炭和细菌联合矿化盐渍土中有机氮的效能和机制研究
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作者 寇晗 陈友媛 +2 位作者 孙萍 李浩 辛佳 《中国海洋大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期83-93,共11页
滨海盐渍土有机氮受高盐度和低C/N比的影响难以转换利用,需要寻找一种改良剂,提高矿化有机氮的效能。本研究利用铁改性生物炭(FBC)负载枯草芽孢杆菌(BS)制备成炭基菌剂(FBCS),来研究FBC和BS对有机氮生物矿化和非生物矿化的协同作用。结... 滨海盐渍土有机氮受高盐度和低C/N比的影响难以转换利用,需要寻找一种改良剂,提高矿化有机氮的效能。本研究利用铁改性生物炭(FBC)负载枯草芽孢杆菌(BS)制备成炭基菌剂(FBCS),来研究FBC和BS对有机氮生物矿化和非生物矿化的协同作用。结果显示,FBC是一种良好的细菌固定化载体,吸附微生物的数量是原始生物炭(BC)的2.08倍;矿化实验表明,FBC、BS和FBCS的土壤有机氮净矿化量分别比CK组增加了32.07%、92.4%和145.67%,FBC和BS之间存在明显的协同作用,协同系数E=36.57%;在高盐度和低碳氮比的土壤环境中,FBCS组吸附了更多的Na^(+),提高了C/N比,增加了有机氮矿量。FBCS矿化有机氮的机制为:FBC通过固定大量枯草芽孢杆菌,刺激细菌分泌氮矿化酶,通过生物作用提高有机氮的矿化率;同时,FBCS可以缓解高盐度和低C/N比对有机氮矿化的不利影响,诱导产生·OH等自由基,通过非生物作用矿化有机物。本研究为促进盐渍土中有机氮的矿化过程提供了新思路。 展开更多
关键词 盐渍土 生物炭 枯草芽孢杆菌 有机氮矿化 自由基
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生物炭对烟草废弃物高温厌氧消化过程的影响
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作者 孙照勇 何金庭 +4 位作者 苟敏 金立锋 罗文锋 汤岳琴 李锋 《中国沼气》 2025年第1期28-34,共7页
为探究烟草废弃物高温厌氧消化过程中烟碱含量对发酵效果的影响及生物炭辅助下的解抑增效潜力和机制;以烤后废弃烟叶为原料,研究了不同烟碱含量及生物炭添加对其高温厌氧消化过程和活性微生物群落的影响;低含量烟碱(≤2 g·L^(-1))... 为探究烟草废弃物高温厌氧消化过程中烟碱含量对发酵效果的影响及生物炭辅助下的解抑增效潜力和机制;以烤后废弃烟叶为原料,研究了不同烟碱含量及生物炭添加对其高温厌氧消化过程和活性微生物群落的影响;低含量烟碱(≤2 g·L^(-1))对烟叶厌氧消化过程具有促进作用,但烟碱含量达到3 g·L^(-1)时甲烷产量较未添加烟碱的实验组下降了18.4%。不同烟碱含量(0~3 g·L^(-1))添加生物炭对甲烷产量的提升率分别达到了126%~195%。Gompertz模型拟合结果表明,生物炭添加缩短了甲烷生产延滞时间且显著提高了甲烷生成速率。结合活性微生物群落结构分析,烟叶高温厌氧消化过程产甲烷古菌活性低是造成甲烷产量低的主要原因,而高浓度烟碱加剧了产甲烷菌抑制。结果证明:生物炭添加导致产甲烷菌群落由氢营养型产甲烷途径向氢和乙酸营养型产甲烷途径共存转变,是提高烟叶厌氧消化效率的主要原因;烟碱是烟草废弃物高温厌氧消化过程中的重要抑制因子,其抑制临界浓度为2~3 g·L^(-1),生物炭添加通过改变产甲烷群落代谢途径促进了厌氧消化过程。 展开更多
关键词 烟草废弃物 高温厌氧消化 甲烷 烟碱 生物炭
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茶树修剪物替代木屑栽培香菇的效果研究
14
作者 朱留刚 孙君 +3 位作者 林清霞 余海燕 余长城 张文锦 《茶叶学报》 2025年第2期28-35,共8页
【目的】探索茶树修剪枝叶替代木屑栽培香菇的可行性,获得适宜的茶树修剪枝叶添加比例,为开辟茶有机副产物资源化利用提供新途径。【方法】以茶树修剪枝叶为替代基质原料,以0%(CK)、20%(PF-5)、40%(PF-4)、60%(PF-3)、80%(PF-2)和100%(P... 【目的】探索茶树修剪枝叶替代木屑栽培香菇的可行性,获得适宜的茶树修剪枝叶添加比例,为开辟茶有机副产物资源化利用提供新途径。【方法】以茶树修剪枝叶为替代基质原料,以0%(CK)、20%(PF-5)、40%(PF-4)、60%(PF-3)、80%(PF-2)和100%(PF-1)等质量比例替代木屑为处理,比较其对香菇菌丝体的生长速度、子实体产量和品质营养成分等的影响。【结果】(1)杂菌感染率,添加有茶修剪枝叶的处理均低于CK,且随着替代比例的增加而下降,当替代比例≥60%时表现出与CK的显著差异。其中PF-4的菌丝体生长速度最快达1.36 mm·d^(-1),显著高于CK(P<0.05),其次为PF-5(P>0.05);(2)单筒鲜菇产量,各替代处理的第一、二、三潮和总量均以PF-4为高(总量718.83 g·袋^(-1)),较CK分别提高了16.20%(P<0.05)、 9.70%、8.45%、11.78%(P<0.05)。添加茶修剪枝叶处理的平均生物学效率,均高于CK,增幅达8.45%~33.90%,且差异均达显著水平(P<0.05),其中又以PF-4最高为60.45%。(3)菇盖内含品质营养成分,粗蛋白含量随着收获潮次的增加而递减,其中第一潮所有茶修剪枝叶替代处理均高于CK,增幅为4.75%~9.69%;氨基酸总量也以第一潮为高且与粗蛋白含量的变化一致,其中以PF-4含量最大较CK增幅为9.96%;粗纤维含量表现为同潮次均随茶修剪枝叶替代比例的增加而递减,与CK同比其第一、二、三潮次分别下降了1.76%~37.32%、5.39%~17.12%和14.53%~49.86%。(4)茶修剪枝叶添加处理的产投比均显著高于CK(P<0.05),增幅高达78.69%~122.95%。【结论】利用茶修剪枝叶替代传统木屑栽培香菇不仅技术上可行,且适当的替代比例(≤40%)可起到增产提质作用。 展开更多
关键词 茶树 修剪枝叶 替代率 香菇 产量 营养成分 投入产出比
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改性生物炭吸附焦化废水中苯酚和氨氮的特性及机制
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作者 马锋锋 郑旭东 +4 位作者 赵浩 康宏兵 李庆 焦雅仙 张建 《环境科学》 北大核心 2025年第7期4349-4359,共11页
将玉米秸秆制备成生物炭(CSBC),并通过NaOH处理得到改性生物炭(MCSBC),采用批平衡法研究CSBC和MCSBC对苯酚和氨氮(NH_(4)^(+)-N)的吸附特征,考察了投加量和溶液pH值等因素对MCSBC吸附苯酚和NH_(4)^(+)-N的影响,并结合实验结果与表征数据... 将玉米秸秆制备成生物炭(CSBC),并通过NaOH处理得到改性生物炭(MCSBC),采用批平衡法研究CSBC和MCSBC对苯酚和氨氮(NH_(4)^(+)-N)的吸附特征,考察了投加量和溶液pH值等因素对MCSBC吸附苯酚和NH_(4)^(+)-N的影响,并结合实验结果与表征数据对MCSBC吸附苯酚和NH_(4)^(+)-N的机制进行了探究.结果表明,CSBC和MCSBC对苯酚的吸附过程是非均相和多种反应协同作用的扩散过程;对NH_(4)^(+)-N的吸附过程以化学吸附为主,且CSBC和MCSBC对二者的吸附过程主要为单分子层吸附.等温吸附数据表明,在双组分系统中,MCSBC对苯酚和NH_(4)^(+)-N的最大吸附量(q_(m))分别为415.81 mg·g^(−1)和287.73 mg·g^(−1),相较于单组分系统分别提升了361.55%和11.67%.MCSBC对苯酚的吸附在酸性条件较好,对NH_(4)^(+)-N的吸附在碱性条件较佳,二者共存时可采用焦化废水的平均pH值8;最佳投加量均为4 g·L^(−1),且MCSBC具有良好的循环再生能力.MCSBC吸附苯酚的机制包括π—π相互作用、氢键作用和孔隙填充作用;吸附NH_(4)^(+)-N的机制包括孔隙填充作用、氢键作用、离子交换作用和静电吸引作用.在双组分系统中,优先被吸附的NH_(4)^(+)-N可通过电荷辅助氢键作用极大促进MCSBC对苯酚的吸附.综上所述,MCSBC对于处理焦化废水中苯酚和NH_(4)^(+)-N具有较高的应用价值. 展开更多
关键词 改性生物炭 焦化废水 苯酚 氨氮 吸附
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层状双氢氧化物负载生物炭对磷的吸附机制及DFT
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作者 马锋锋 康宏兵 +4 位作者 赵浩 郑旭东 张建 李庆 焦雅仙 《环境科学》 北大核心 2025年第7期4360-4369,共10页
利用层状双氢氧化物(LDHs)负载马铃薯秸秆生物炭(SBC),制备了层状双氢氧化物负载马铃薯秸秆生物炭的复合材料(LDHs@SBC),研究了其对磷的吸附性能,并利用密度泛函理论(DFT)从分子层面分析了吸附机制.结果表明,LDHs@SBC对磷的吸附动力学... 利用层状双氢氧化物(LDHs)负载马铃薯秸秆生物炭(SBC),制备了层状双氢氧化物负载马铃薯秸秆生物炭的复合材料(LDHs@SBC),研究了其对磷的吸附性能,并利用密度泛函理论(DFT)从分子层面分析了吸附机制.结果表明,LDHs@SBC对磷的吸附动力学过程可被准二级动力学模型(R^(2)=0.983)很好地拟合,主要吸附过程为化学吸附.热力学分析表明,LDHs@SBC对磷的吸附过程为自发的放热反应.通过DFT计算显示,LDHs@SBC吸附磷的吸附能为−5.34 eV,进一步验证了其吸附过程为化学吸附以及自发的放热过程.吸附机制主要包括P-p/s、O-p和M-p/s轨道的杂化形成配位键P—O—M,产生较强的电子转移和轨道贡献.溶液pH值影响磷酸盐的赋存形态及LDHs@SBC的电荷分布,通过形成普通氢键(OHB)和电荷辅助氢键(CAHB)使LDHs@SBC对磷的吸附量达到最大.LDHs@SBC吸附磷的主要机制包括静电吸引、沉淀作用、配体交换以及电荷辅助氢键等.LDHs@SBC对磷具有较强的吸附性能且重复利用性好,是一种在含磷废水处理领域具有应用前景的高效、可再生的吸附材料. 展开更多
关键词 层状双氢氧化物(LDHs) 生物炭 吸附 密度泛函理论(DFT) 磷
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平菇菌渣生物炭的制备及对水中铅、镉离子的吸附效果
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作者 陈花 常宇航 +1 位作者 张佳怡 李强 《湖北农业科学》 2025年第8期97-103,共7页
为缓解农业固体废弃物堆积引发的环境污染,以平菇菌渣为材料,采用不同热解温度(300~800℃)制备生物炭,并通过SEM-EDS、BET和FTIR等技术对所制备的生物炭进行表征分析。结果表明,随着热解温度升高,生物炭的pH先升高后降低,产率降低,C含... 为缓解农业固体废弃物堆积引发的环境污染,以平菇菌渣为材料,采用不同热解温度(300~800℃)制备生物炭,并通过SEM-EDS、BET和FTIR等技术对所制备的生物炭进行表征分析。结果表明,随着热解温度升高,生物炭的pH先升高后降低,产率降低,C含量上升而O含量下降,芳香性增强。300~750℃时,随着热解温度的升高,孔隙数量逐渐增加且排列趋于均匀;800℃时,孔状结构坍塌,比表面积和孔容减小。高温下官能团振动强度减弱,750℃制备的生物炭中CaCO_(3)含量增加,有助于吸附重金属离子。750℃制备的生物炭处理重金属超标污水的结果表明,生物炭投加量为4 g/L时,对Pb2+和Cd2+的吸附率分别达97.63%和92.01%,表现出优异的吸附性能。 展开更多
关键词 平菇菌渣 生物炭 热解温度 重金属 铅 镉 水体 吸附
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牛粪与玉米秸秆高浓度混合厌氧发酵产气性能及动力学解析
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作者 习彦花 王馨芝 +4 位作者 李旭 魏帅强 孙立博 吕亚天 程辉彩 《环境保护科学》 2025年第4期79-85,共7页
厌氧发酵是农牧有机废弃物资源化利用的有效手段,为明确多元物料混合厌氧发酵对产甲烷性能的协同强化效果,研究了中温(35±1)℃和干物质(Total Solids,TS)浓度为13%时,牛粪和玉米秸秆作为混合原料厌氧发酵的产气性能,并应用修正的Go... 厌氧发酵是农牧有机废弃物资源化利用的有效手段,为明确多元物料混合厌氧发酵对产甲烷性能的协同强化效果,研究了中温(35±1)℃和干物质(Total Solids,TS)浓度为13%时,牛粪和玉米秸秆作为混合原料厌氧发酵的产气性能,并应用修正的Gompertz方程对产甲烷动力学过程进行分析。结果表明:不同配比的牛粪和玉米秸秆混合厌氧发酵均具有明显的协同作用,协同效应指数为4.90%~38.40%;当二者TS混合比例为50∶50时,累积产气量和挥发性物质(Volatile Solids,VS)产气率最大达到了4624.5和409.25 mL/g,比单一物料厌氧发酵分别提高了52.75%和22.12%。产甲烷动力学分析结果表明,物料混合比例是影响厌氧发酵产气效果的重要因素,当粪秸TS比例为50∶50时具有最大TS产气潜能371.02 mL/g、最大产气速率29.05 mL/(g·d)以及较短的迟滞时间7.31 d。该结果可为农牧有机废弃物的多元物料混合厌氧发酵产沼气技术提供基础支撑。 展开更多
关键词 牛粪 玉米秸秆 厌氧发酵 协同作用 产甲烷动力学
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烟梗的活化改性及其对废水中重金属Pb(Ⅱ)的吸附
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作者 陈燕敏 卢鑫 +2 位作者 刘冰 陈敏 申宜丽 《安全与环境学报》 北大核心 2025年第8期2977-2986,共10页
以废弃烟梗(Tobacco Stem,TS)为原料,分别采用酸、碱活化法制备改性吸附材料TS—H和TS—OH,通过傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜、全自动压汞仪对改性前后材料的表面官能团、形貌、孔隙结构进行表征,并探究吸附时间、Pb(Ⅱ)初始质... 以废弃烟梗(Tobacco Stem,TS)为原料,分别采用酸、碱活化法制备改性吸附材料TS—H和TS—OH,通过傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜、全自动压汞仪对改性前后材料的表面官能团、形貌、孔隙结构进行表征,并探究吸附时间、Pb(Ⅱ)初始质量浓度、温度、pH值、离子强度等因素对改性前后吸附剂去除Pb(Ⅱ)效果的影响,进而分析TS—H的吸附动力学、吸附等温线和吸附热力学特性,评价TS—H的再生重复性。结果显示:TS在酸活化过程中酯键断裂后得到活性位点更丰富的改性材料TS—H,与TS相比,TS—H孔径和孔隙率增大,而TS—OH出现孔堵塞或坍塌,孔隙率降低;对Pb(Ⅱ)的去除率由大到小依次为TS—H(81.0%)、TS(52.8%)、TS—OH(39.3%),且TS—H于20 min达到吸附平衡,耗时少于TS和TS—OH;Pb(Ⅱ)初始质量浓度、温度、pH值和离子强度均会影响TS和TS—H的去除率;TS—H吸附Pb(Ⅱ)的行为遵循准二级动力学和Langmuir模型,为低温可自发的放热、熵减过程,推测是络合反应、静电作用和孔隙填充共同作用的结果;TS—H重复使用10次后去除率仍高于74%。 展开更多
关键词 环境工程学 废水 Pb(Ⅱ) 吸附 机理
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乳酸介导碳链延长产己酸规模化应用瓶颈
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作者 王玉洁 仇俊杰 +2 位作者 吕凡 章骅 何品晶 《环境卫生工程》 2025年第3期27-36,48,共11页
厨余垃圾资源化是建设“无废城市”与实施垃圾分类的关键。碳链延长技术,特别是利用其生产己酸等中链羧酸,为厨余垃圾向高值化学品转化提供了前景广阔的生物精炼途径。其中,以乳酸为中间产物的途径,因其反应过程较易控制、电子供体利用... 厨余垃圾资源化是建设“无废城市”与实施垃圾分类的关键。碳链延长技术,特别是利用其生产己酸等中链羧酸,为厨余垃圾向高值化学品转化提供了前景广阔的生物精炼途径。其中,以乳酸为中间产物的途径,因其反应过程较易控制、电子供体利用率高的潜在优势而备受关注。尽管实验室规模研究已证实该技术的可行性并取得了一定进展,但将其从实验室推向工程规模应用仍面临挑战。为此,综述了乳酸介导碳链延长产己酸的研究现状,并重点剖析了其规模化应用瓶颈。主要挑战在于:复杂底物的适应性与微生物可利用性、过程的精准调控与实时监控、功能微生物群落的效能与稳定性,以及高昂化学品与能源消耗带来的经济性制约。解决这些问题是推动该技术走向规模化应用的关键。 展开更多
关键词 碳链延长 乳酸 己酸 厨余垃圾 规模化瓶颈
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