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园林废弃物水热炭燃料特性研究

太阳能学报 2022年第12期43卷 439-444页

作者：刘云云曹运齐余强陈小燕王忠铭袁振宏陕西科技大学机电工程学院西安710021 中国科学院广州能源研究所中国科学院可再生能源重点实验室广东省新能源和可再生能源研究开发与应用重点实验室广州510640

以园林废弃物为原料进行水热碳化制备固体生物燃料水热炭,研究不同温度、时间对水热炭燃料特性和燃烧行为的影响,利用燃烧动力学对水热炭燃烧过程及参数进行模拟计算。结果表明:制备的园林废弃物水热炭的燃料特性得到明显改善,且水热炭... 详细信息

以园林废弃物为原料进行水热碳化制备固体生物燃料水热炭,研究不同温度、时间对水热炭燃料特性和燃烧行为的影响,利用燃烧动力学对水热炭燃烧过程及参数进行模拟计算。结果表明:制备的园林废弃物水热炭的燃料特性得到明显改善,且水热炭燃料特性受温度影响较为显著。水热炭热值范围为19.86~27.93 MJ/kg,达到与工业煤相当的水平。水热炭燃烧参数点火温度(T_(i))、燃尽温度(T_(f))和最大失重率温度(T_(m))随碳化温度的升高和时间的增加而增加,其失重量-失重速率(TGDTG)曲线移向高温区,表明水热炭的热稳定性提高。水热炭燃烧反应过程的动力学拟合符合一级燃烧动力学线性模型(R~2=0.93~0.99),且水热炭具有较高的反应活化能(17.33~41.34 kJ/mol)。

关键词：生物质能园林废弃物水热碳化水热炭燃料特性

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园林废弃物地表覆盖处理对植物生长及土壤细菌群落的影响

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草业学报 2023年第4期32卷 153-160页

作者：史正军潘松冯世秀袁峰均深圳市中国科学院仙湖植物园深圳市南亚热带植物多样性重点实验室广东深圳518004

以园林废弃物(枝叶)为研究对象,以裸土无覆盖(CK)为对照,设置单覆盖(T_(1))、喷施尿素(T_(2))、喷施阿维菌素(T_(3))、预干化(T_(4))和预半堆肥化(T5)共5个处理,探究园林废弃物用于地表覆盖的不同处理方式对植物生长和土壤细菌群落的影... 详细信息

以园林废弃物(枝叶)为研究对象,以裸土无覆盖(CK)为对照,设置单覆盖(T_(1))、喷施尿素(T_(2))、喷施阿维菌素(T_(3))、预干化(T_(4))和预半堆肥化(T5)共5个处理,探究园林废弃物用于地表覆盖的不同处理方式对植物生长和土壤细菌群落的影响。结果显示:与CK相比,园林废弃物覆盖处理的植物株高、茎粗、生物量和氮含量均有所增加,其中T_(3)和T_(4)处理的增幅达到显著水平(P园林废弃物的覆盖不同程度地降低了土壤pH,同时提高了土壤养分含量。土壤有机质和有效磷(AP)含量均以T_(1)最高;碱解氮(AN)含量以T_(4)处理最高,是其他处理的1.02~2.49倍;速效钾含量以T_(3)处理最高。高通量测序结果显示,土壤细菌物种数和Shannon指数均以T_(1)处理最高,相较对照分别增加了11.16%、4.63%;土壤Chao1指数表现为T_(4)>T_(1)>CK>T_(3)>T5>T_(2)。土壤优势菌门为变形菌门和酸杆菌门,优势菌科为科里氏菌科和鞘脂单胞菌科。冗余分析表明,AN和AP是土壤细菌群落的关键影响因子。综上所述,园林废弃物地表覆盖处理可有效促进植物生长和调节土壤理化性质,并在一定程度上对土壤细菌群落产生影响。同时,本研究证实喷施阿维菌素、预干化、预半堆肥化能够不同程度强化园林废弃物地表覆盖功效。

关键词：园林废弃物覆盖物植物生长土壤养分土壤细菌群落

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园林废弃物堆肥对铅镉污染土壤的修复效果

农业环境科学学报 2022年第4期41卷 802-810页

作者：刘源鑫李维庭孙向阳李素艳张润哲马杰北京林业大学林学院北京100083 内蒙古巴彦淖尔市临河区水利局内蒙古巴彦淖尔015000

为明确园林废弃物堆肥(GWC)对重金属污染土壤的修复效果,通过小白菜盆栽试验,向铅(Pb)、镉(Cd)污染土壤中分别按0(CK)、1%、3%、5%的施用量添加GWC和泥炭,研究不同单一/混合处理对土壤酶活性,Pb、Cd在土壤孔隙水中浓度和在土壤中赋存形... 详细信息

为明确园林废弃物堆肥(GWC)对重金属污染土壤的修复效果,通过小白菜盆栽试验,向铅(Pb)、镉(Cd)污染土壤中分别按0(CK)、1%、3%、5%的施用量添加GWC和泥炭,研究不同单一/混合处理对土壤酶活性,Pb、Cd在土壤孔隙水中浓度和在土壤中赋存形态的影响,并探究小白菜地上部和根部Pb、Cd积累转运的关系。结果表明:各处理3%和5%的施用量显著提高了土壤酶活性,5%泥炭对提高脱氢酶和过氧化氢酶活性更显著,5%GWC对提高脲酶和磷酸酶活性更显著。土壤孔隙水Pb浓度在第1~7 d时随不同处理的施用量增多而降低;5%GWC及5%混施处理在第1 d时的Pb浓度与CK相比分别降低了78%和56%。不同处理中孔隙水Cd浓度在第1 d时均高于CK,其中5%GWC相比CK增加了70%;泥炭处理中Cd浓度随时间延长呈现先上升后下降的趋势。3%和5%处理下土壤酸溶态Pb、Cd显著减少,残渣态显著增加,植株地上部和根部Cd含量显著下降,富集系数和转运系数也相应降低,其中5%混合施用效果最显著。Pb含量在3%和5%GWC施用下显著上升。研究表明,单一、混合施用GWC及泥炭对土壤中Pb、Cd有显著的钝化效果,且泥炭对于降低植物体重金属积累的效果好于GWC。

关键词：园林废弃物堆肥泥炭 Pb Cd 土壤修复酶活性小白菜(Brassica chinensis L.)

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园林废弃物热解过程中的热量传递

北京林业大学学报 2016年第6期38卷 116-122页

作者：王振宇邱墅何正斌伊松林北京林业大学木材科学与工程北京市重点实验室

为了更加准确地控制实际生产中热解物各部分的温度、提高园林废弃物的处理效率及处理质量、更好地利用园林废弃物热解后得到的产物,对园林废弃物热解过程中的热量传递问题进行研究。从测量园林废弃物热解过程中的温度分布及变化入手,了... 详细信息

为了更加准确地控制实际生产中热解物各部分的温度、提高园林废弃物的处理效率及处理质量、更好地利用园林废弃物热解后得到的产物,对园林废弃物热解过程中的热量传递问题进行研究。从测量园林废弃物热解过程中的温度分布及变化入手,了解热解过程中的热量传递特征,并在此基础上通过热力学分析建立热解传热模型,利用ANSYS有限元软件对所建模型进行模拟求解。对比分析模拟结果与试验数据后,根据实际情况对模型相关参数进行优化,最终获得了具有一定应用价值的热解传热模型。在此过程中不仅得到热解过程中反应器内的温度分布,还得知热解温度、物料多少、物料所处位置等因素都对热解过程中的热量传递有明显影响;相同条件下,热解温度越高、热解物料越少,则热量传递越强;同一时间内,温度梯度较大的位置热量传递较强;根据热解过程中反应烧瓶瓶壁上的温度载荷、物料表面的对流换热载荷不是恒定的这一现象,建立了侧壁温度关于木粉高度以及木粉上方流体温度关于时间的函数关系式。

关键词：园林废弃物热解热量传递温度分布

园林废弃物木质素降解真菌的筛选、鉴别及其能力研究

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林业科学研究 2019年第3期32卷 80-87页

作者：康跃李素艳孙向阳龚小强余克非蔡琳琳王琳北京林业大学林学院

[目的]为获得能够高效降解园林废弃物的真菌并研究其降解能力,从经过堆肥处理的园林废弃物中分离和筛选出1株木质素降解能力较强的真菌。[方法]经过形态分析、ITS分子序列分析,构建系统发育树,鉴定出该株木质素降解真菌种属,并利用该菌... 详细信息

[目的]为获得能够高效降解园林废弃物的真菌并研究其降解能力,从经过堆肥处理的园林废弃物中分离和筛选出1株木质素降解能力较强的真菌。[方法]经过形态分析、ITS分子序列分析,构建系统发育树,鉴定出该株木质素降解真菌种属,并利用该菌株进行固态发酵实验,研究其在固态发酵过程中漆酶、锰过氧化物酶的酶活力变化及其对不同园林废弃物中木质素的降解能力。[结果]从经过堆肥处理的园林废弃物中共挑选出真菌18株,筛选出1株高效的木质素降解真菌,编号为菌株No.11,经鉴定该菌株为构巢曲霉(Aspergillus nidulans(Eidam) ***)。以冬青卫矛叶、冬青卫矛枝、圆柏叶、圆柏枝、连翘枝叶为底物的模拟固态发酵的漆酶酶活力峰值分别为388.7、326.3、461.4、342.7、588.5U·L^-1,锰过氧化物酶酶活力峰值分别为138.3、121.1、104.6、128.6、73.3U·L^-1。添加菌株No.11使冬青卫矛叶、冬青卫矛枝、圆柏叶、圆柏枝、连翘枝叶40d后木质素降解率分别提高了20.40%、22.44%、29.90%、25.28%、15.77%。[结论]筛选出的构巢曲霉对北京地区常见园林废弃物冬青卫矛、圆柏和连翘枝叶中的木质素具有较好的降解能力,在降解园林废弃物方面可能更具有优势。

关键词：园林废弃物木质素降解真菌酶活力固态发酵

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园林废弃物制树穴覆盖板的应用性能

中国水土保持科学 2020年第1期18卷 117-124页

作者：郑燚李素艳孙向阳曲炳鹏李啸冲王心语熊凯毅北京林业大学林学院北京100083 天津绿茵景观生态建设股份有限公司天津300384

以园林绿化产生的废弃物(柏木枯枝)为原料,加入环保型胶黏剂,制备应用于城市裸露树穴的覆盖板,寻找一种生态型的有机覆盖途径。柏木枯枝分为粗(1~3 cm)和细(0~1 cm)2种类型,水性聚氨酯胶黏剂的添加质量分别占原料质量的20%、25%、30%、... 详细信息

以园林绿化产生的废弃物(柏木枯枝)为原料,加入环保型胶黏剂,制备应用于城市裸露树穴的覆盖板,寻找一种生态型的有机覆盖途径。柏木枯枝分为粗(1~3 cm)和细(0~1 cm)2种类型,水性聚氨酯胶黏剂的添加质量分别占原料质量的20%、25%、30%、35%和40%。将原料与胶黏剂混匀后放入模具并加压,得到10种不同规格的覆盖板,研究其持水能力、抗压性能和耐香烟灼烧能力等性质。研究结果表明:1)制备面积为1 m^2,厚度为5 cm的覆盖板(施胶量为25%)成本约为87元/m^2,约为同样尺寸铸铁盖板成本的22%。2)所有覆盖板具有略微的密度偏差和存在吸水厚度膨胀现象。3)细枯枝、粗枯枝覆盖板各自的施胶量达到25%和30%时,持水量最高,分别为2209.25 g/kg和999.15 g/kg,拦蓄能力也最强。4)所有覆盖板的抗压强度远大于0.52 MPa(一名体质量为100 kg的行人正常行走时产生的最大压强),且不会被香烟燃烧。综合分析,25%施胶量的细枯枝覆盖板持水量最高,具备抗压性和耐香烟灼烧性,可尝试用于覆盖城市裸露树穴。

关键词：园林废弃物柏木枯枝树穴覆盖板持水能力抗压性能耐香烟灼烧能力

园林废弃物与餐厨厌氧沼渣混合热解特性及动力学分析

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环境工程学报 2022年第9期16卷 2992-2999页

作者：李续磊王铮常风民孟尧王凯军西安科技大学地质与环境学院西安710054 清华大学环境学院环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京100084

为了探究园林废弃物和餐厨厌氧沼渣的热解特性以及2者混合热解的交互作用。采用热重分析法对餐厨厌氧沼渣、园林废弃物及其不同比例的混合样品热解特性进行了分析,并研究了混合比例和升温速率对热解过程的影响。结果表明,园林废弃物与... 详细信息

为了探究园林废弃物和餐厨厌氧沼渣的热解特性以及2者混合热解的交互作用。采用热重分析法对餐厨厌氧沼渣、园林废弃物及其不同比例的混合样品热解特性进行了分析,并研究了混合比例和升温速率对热解过程的影响。结果表明,园林废弃物与沼渣单独热解时,园林废弃物热解反应活性高且能耗低,热解终温为400℃左右;沼渣热解反应活性低且能耗高,热解终温为600℃左右。混合热解实验中,随着园林废弃物添加比例升高,样品热解残余率不断下降,综合热解指数不断增大,园林废弃物与沼渣混合热解适宜的添加比例为50%,热解终温为600℃左右。采用Coats-Redfern积分法对园林废弃物、沼渣及混合样品进行动力学分析,园林废弃物和餐厨厌氧沼渣反应活化能分别为12.08和1.79 kJ·mol^(−1),混合样品实际活化能均略高于理论值。这说明,2者混合热解过程中存在一定抑制作用,但对热解过程影响不大。本研究结果可为园林废弃物与餐厨厌氧沼渣混合热解处理提供参考。

关键词：园林废弃物餐厨厌氧沼渣热解动力学热重分析

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园林废弃物堆肥用于青苹果竹芋栽培研究

北京林业大学学报 2011年第5期33卷 109-114页

作者：张璐孙向阳田赟北京林业大学水土保持学院水土保持与荒漠化防治教育部重点实验室

为减少花卉无土栽培对泥炭资源的依赖和提高园林废弃物的再利用率,以泥炭和园林废弃物为原材料,通过使用品氏泥炭(Y)、炭化园林废弃物(TY)、堆置园林废弃物(DZ)、泥炭+炭化园林废弃物(Y+TY)、泥炭+堆置园林废弃物(Y+DZ)、泥炭+炭化园林... 详细信息

为减少花卉无土栽培对泥炭资源的依赖和提高园林废弃物的再利用率,以泥炭和园林废弃物为原材料,通过使用品氏泥炭(Y)、炭化园林废弃物(TY)、堆置园林废弃物(DZ)、泥炭+炭化园林废弃物(Y+TY)、泥炭+堆置园林废弃物(Y+DZ)、泥炭+炭化园林废弃物+堆置园林废弃物(Y+TY+DZ)6种基质来栽培青苹果竹芋,探讨园林废弃物堆肥替代泥炭作为青苹果竹芋栽培基质的可行性。通过对青苹果竹芋总鲜质量、根鲜质量、叶鲜质量、烘干总质量、烘干根质量、烘干叶质量、冠幅、发枝数、株高和根长10项生长指标进行测定与分析,得出6种基质对青苹果竹芋生长促进作用由大到小依次是:Y+DZ>Y+TY>DZ>Y>Y+TY+DZ>TY。可知经一定处理及配比的堆置园林废弃物能够全部或部分替代进口泥炭进行青苹果竹芋栽培,且其中有3个处理均优于原有泥炭处理,对青苹果竹芋生长具有明显的促进作用,可作为青苹果竹芋无土栽培的代用基质。

关键词：园林废弃物青苹果竹芋堆置园林废弃物基质生长发育

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园林废弃物生态覆盖垫的制备及其水分特性

北京林业大学学报 2018年第10期40卷 77-85页

作者：曲炳鹏孙向阳李素艳张骅王心语熊凯毅贠炳辉北京林业大学林学院北京100083

【目的】以园林废弃物为原料制备生态覆盖垫,用于覆盖城市绿地裸露土壤,从而提高园林绿化水分利用效率,减少城市水土流失,探索出园林废弃物替代木材原料资源化利用的新途径。【方法】以两种粒径(小粒径0~1cm和大粒径1~3 cm)的园林废弃... 详细信息

【目的】以园林废弃物为原料制备生态覆盖垫,用于覆盖城市绿地裸露土壤,从而提高园林绿化水分利用效率,减少城市水土流失,探索出园林废弃物替代木材原料资源化利用的新途径。【方法】以两种粒径(小粒径0~1cm和大粒径1~3 cm)的园林废弃物为原料,使用环保型水性聚氨酯作为胶黏剂,选择5个施胶量(分别占园林废弃物质量的20%、25%、30%、35%和40%),通过模具压制的方法制备覆盖城市裸露土壤用的生态覆盖垫,并研究其基本性质、保水效果、透水能力和持水能力,选取最佳施胶量。【结果】结果表明:随着施胶量的增加,生态覆盖垫的密度偏差和吸水厚度膨胀率逐渐增大,但当施胶量达到40%时,吸水厚度膨胀率减小。随着施胶量的增加,生态覆盖垫的保水效果均逐渐增强,小粒径原料制备的生态覆盖垫保水效果整体好于大粒径原料制备的生态覆盖垫。而在透水能力方面,小粒径原料制备的生态覆盖垫施胶量不高于30%时,透水能力较好;大粒径原料制备的生态覆盖垫透水能力则不受施胶量影响。生态覆盖垫的持水量与浸泡时间均存在着显著的对数函数关系,吸水速率与浸泡时间呈显著的幂函数关系,小粒径和大粒径原料制备的生态覆盖垫的持水能力分别在施胶量达30%和35%时达到最强。【结论】综合分析,小粒径原料制备的生态覆盖垫施胶量30%较为合适,对于大粒径原料制备的生态覆盖垫,则优选35%的施胶量,小粒径和大粒径原料制备的生态覆盖垫分别更适用于覆盖干旱地区的裸露土壤和降雨较多地区的裸露土壤。

关键词：生态覆盖垫园林废弃物裸露土壤水分特性覆盖