船用一体化生物活性炭装置反冲洗技术条件优化

反冲洗是保证生物活性炭装置正常运行的重要因素。以船用污水深度处理装置一体化生物活性炭为研究对象,探究反冲洗对于装置污染物去除能力恢复的影响,得出了装置恢复时间;选取9种反冲洗条件,考察装置反洗后8 h后,装置污染物去除能力的变化。结果表明:污染物去除率随着反冲洗时间推移先降低后逐步升高,8 h后趋于稳定,此时COD去除率为60%,氨氮去除率为10%。对比不同反冲洗条件下对于装置性能的影响分析,反洗强度控制在5.0 L/(m2·s),反洗时间为7 min时为较优反冲洗条件,COD去除率达到79.8%,氨氮去除率为5.3%。     

二氧化碳联合核桃壳提取液促进单针藻Monoraphidium sp. QLZ-3的生长和油脂积累

以单针藻Monoraphidium sp. QLZ-3为对象，研究了CO₂对微藻在核桃壳提取液（walnut shell extracts，WSE）中生长及油脂积累的影响。结果显示，在12%的CO₂条件下，微藻在WSE中的生物量产率及油脂产率达到196.85mg/(L·d)和97.52mg/(L·d)，分别是对照组的1.33倍和1.57倍。WSE培养下，外源CO₂上调了微藻中核酮糖1,5-二磷酸羧化酶基因（ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase，rbcL）的表达量，从而促进了CO₂的固定。此外，12% 的CO₂提高了微藻对WSE中多酚的利用，同时上调了乙酰辅酶A羧化酶（acetyl coenzyme A carboxylase，ACCase）和苹果酸酶（malic enzyme，ME）活性，下调了磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（phosphoenolpyruvate carboxylase，PEPC）活性。研究表明，CO₂可以提高WSE中微藻的生物量产率和油脂产率，降低培养成本，为核桃壳的资源化利用及微藻的工业化生产提供了新的理论基础。     

生物炭材料对沉积物释放Cu的影响研究

为研究生物炭对沉积物释放重金属Cu的影响,以芦苇为原材料制备生物炭,同时以FeCl3、AlCl3、MgCl2为活化剂制备改性生物炭,通过开展原位覆盖模拟实验,测定上覆水中的Cu浓度,既而得到重金属Cu的累积释放通量。结果表明,经AlCl3改性后得到的改性生物炭能有效控制沉积物向上覆水中释放重金属Cu,与对照组相比,Cu的累积释放通量降低了159.54%,说明AlCl3改性生物炭具有应用到污染底泥修复的潜力。     

养殖底泥制备腐植酸和生物炭及其氨氮吸附性能研究

以养殖底泥为原料,分别采用碱提酸解法和水热炭化法制备腐植酸和生物炭吸附剂,并以养殖水体中氨氮作为目标污染物,研究腐植酸和生物炭的氨氮吸附性能。结果表明:腐植酸和生物炭产率分别为3.86%和13.46%(以底泥湿基计),比表面积分别为11.54 m~2·g~(-1)和24.76 m~2·g~(-1)。准二级动力学方程能更好地拟合腐植酸和生物炭吸附氨氮的动力学特征。当腐植酸加量为2.00 g·L~(-1)、生物炭加量为3.00 g·L~(-1)时,其对氨氮的平衡吸附量增幅趋缓;当氨氮初始浓度分别增至150 mg·L~(-1)和200 mg·L~(-1)时,腐植酸和生物炭对氨氮的平衡吸附量增幅趋缓;生物炭比腐植酸表现出更强的吸附能力。该研究为养殖底泥的资源化利用及养殖废水的处理提供了参考。     

污泥生物炭中氮硫行为及环境效应研究进展

污泥生物炭中氮硫元素含量高，其氮硫行为和环境效应对全球气候变化的影响不容忽视。以往的研究中，研究者往往以富碳生物炭作为主要研究对象，关注碳对全球气候变化的行为和功效，而对氮硫元素的作用关注不够。本文从原始污泥基本性质到其热解过程，再到生物炭的老化，逐步对污泥生物炭整个生命周期内氮硫的行为及其环境效应研究进行综述，并对未来应注重开展的研究方向进行展望，为生物炭中氮硫元素固定、释放及与之关联的环境效应和温室气体排放控制研究提供理论基础。分析表明，污泥中氮元素含量普遍高于硫元素，且热解过程中氮比硫更容易转移至气相产物。氮硫元素随热解温度的增加，在三相产物中的分配都是炭中持续减少，油中先增后减，气中一直增加。高温（＞800℃）条件下，气相中的氮含量高于固相，而硫元素则仍然主要存在于固相中。污泥生物炭老化及其环境效应研究表明，污泥生物炭氮硫元素与土壤的相互作用及其温室效应问题在今后的研究中应引起重视。     

赤泥对玉米秸秆催化热解生物油的影响规律研究

将经过不同温度煅烧的赤泥与玉米秸秆按照一定质量比混合，在500℃下进行催化热解实验，研究赤泥对玉米秸秆生物油组成的影响规律。经TG-DTG和XRD分析发现：600℃煅烧后赤泥（RM600）中含水矿物失水，1 000℃煅烧后赤泥（RM1000）中碳酸盐类化合物分解完全，并且发生了烧结反应。对生物油进行GC/MS分析发现：经过干燥的赤泥（RM）和600℃煅烧的赤泥对羧酸酮基化反应具有明显促进作用，酸类的量降低，酮类的量相应增加，同时对呋喃类的生成也有促进作用。其中，干燥赤泥降酸作用更明显，玉米秸秆与赤泥质量比1：5时，生物油中酸类的量由未添加赤泥时的23.85%降至0.90%。此外，2种赤泥对糖类和醛类都有抑制作用，而1 000℃煅烧的赤泥发生烧结反应，催化作用大幅降低，对生物油组分影响较小。