碱法草浆造纸蒸煮黑液厌氧生物降解性及其主要微生物类群研究

造纸行业是造成我国水环境有机污染物的重要污染源之一，其水污染的特点是小厂多、草浆多、工艺落后、污染扩散面广、造成废 水排放量大，每年排放的废水量约39亿立方米，占全国工业废水排放量的1/6，其中有机污染物（以BOD5计）160万吨左右，约占全 国工业废水中有机污染物总量的1/4。尤以占全国制浆造纸行业90%以上的碱法草浆造纸厂的蒸煮黑液量大面广，除含有机物外，还 含有木质素、残碱、硫化物、氯化物等污染物，属于PH值高、色度深、难于治理的高浓度有机废水，对水体污染特别严重，各地要 求治理呼声很高，急待研究并尽快找出各种有效的治理途径。对于碱法草浆蒸煮，黑液高浓度废水的治理，有各种方法，根据国内 的研究进展和我们已有试验工作表明，最经济有效，具有实用价值，在生产上可获得成功是厌氧处理法。近10多年来，国外关于高 效厌氧处理技术研究进展迅速，并出现了多种多样的工艺设备，如高效厌氧生物反应器，并在实用化方面取得了很大成绩，建立了 生产性装置，达到了高负荷运行，效果良好。本试验是根据我们已有研究基础，针对我国国情，对小型制浆造纸厂水污染防治除了 开发碱回收及各种综合利用技术外，要特别加强废水(废液)实用技术研究的指导思想，本试验采用改进型的上流式厌氧污泥床反应 器，设计了两种试验方案，通过试验结果如下。1. 试验方案I—碱法草浆黑液酸化和厌氧发酵I号UASB反应器动态模型试验结果表 明：(1). 采用中温35℃±1℃高效厌氧反应器USAB内装有填料(陶粒)和三相分离器，具有保持高浓度生物量和防止污泥流失的特点 ，污泥浓度Vs 可达30%以上，因而具有高效、节能、产能、滞留期短的优点，当进水CODcr在7500-10000mg/l，HRT由7天缩短到3天 ，有机容积负荷在1.22gCODcr/l·d-3.43gCODcr/l·d时，CODcr平均去除率可达55%-45.5%，最高CODcr去除率可达60.2-63.5%， BOD5去除率可达75.9-83.2%,沼气容积产气率可达0.29-0.67l/l·d，每克CODcr转化为沼气产率达0.39-0.48l/gCODcr·d，CH4含量 65.8-75.5%。厌氧发酵出水再用化学法进行后处理脱除难降解的木质素，CODcr总去除率达80%以上。(2). 动态试验结果表明：采 用酸化—厌氧发酵处理黑液工艺合理，技术路线可行。2. 试验方案II—黑液用化学法(Hcl)去除木质素进行厌氧发酵，II号UASB反 应器动态模型试验结果表明：(1). 采用中温35℃±1℃高效厌氧反应器UASB(内有软填料)，当进水CODcr7000-13000mg/l左右，HRT 由6天缩短到1天，有机负荷由0.98gCODcr/l·d增加到11gCODcr/l·d时，COD平均去除率均可稳定在70-77%，BOD5去除率为87.3- 93.1%，沼气容积产气率0.21-2.6l/l·d，每克CODcr转化为沼气产率为0.39-0.48l/gCODcr·d，高的可达0.53l/gCODcr·d，转化 率较高，CH4含量63-70%。(2). 试验证明碱法草浆黑液物化预处理—厌氧发酵处理的技术路线也是可行的，工艺合理、效果较好。 在有条件的工厂可采用。3.厌氧发酵阶段几大类群微生物计数表明：(1). 当发酵工艺和运行处于相对稳定状态时，微生物群体的 组成也达到相对的稳定，各类微生物之间保持动态平衡关系。当产乙酸菌的数量为107-108个/ml时，产甲烷菌的数量为105-106 个/ml，当产乙酸菌数量为106-107个/ml时，产甲烷菌的数量为103-105个/ml。(2).稳态运行条件下，黑液预处理为甲烷发酵创造 了有利的生态环境，获得了较好的处理效果和较高的COD转化为沼气的产率0.39-0.48l/g·CODcr·d，反应器中形成较为稳定而数 量较下水污泥中高1-2个数量级的厌氧发酵微生物区系组成。这一结果为黑液厌氧发酵提供了微生物理论依据。Paper industry is one of the important pollution source of water environment in our country. Its character of water pollution is many small factories, much grass pulp, disadvantageous technique, large preading area of pullution. Its effluent makes up 1/6 of whole country's industry wastwater. Its organic pollutant accounts 1/4 of whole country's. Alkaline grass paper pulp effluent with pollutants such as ligoin, remaining alkali sulfide, chloride besides organic material, is a kind of high concentrate organic wastewater which has high PH walug, dark colour and is difficult in treatment. There is urgent require to find ways to treat the wastewater. There are different ways to treat alkaline paper grass pulp effluent. According to the research advances and our experiment work, the most economical and useful way is anaerobic degradation which was advanced quick in last ten years. In the control of waste water of small pulp paper mill, the study of wastewater utilization technology should be emphasized, besides alkaline retrieving and different kinds of comprehensive utilization technology. Our experiment used modified UASB(Upflow Anaerobic Sludge Blanket Reactor). Two kinds of plan were disgned. The results are lined below. 1. The first experiment plant-aciding black pulp effluent and methanogenic digestion. The dynamic model experiment results of I-UASB reactor showed: (1)The mesophilic(35℃±1℃)high effect UASB reactor having haydite and threee state seperation in it had the character of keeping high bioimass concentration and preventing losss of sludge. It had advantages of high effect, energe saving, energe prodcing and short HRT(Hydroulic retention time). When the influent COD was 7500-10000mg, HRT was shortened from 7 days to 3days, organic loading rate was 1.22g-3.43COD/l· d, the average COD removal efficiency was 55%-45%. The highest COD efficiency was 60.2-63.5%, BOD removal of 75.9 -83.4% was achieved. Biogass production rate were up to 0.29-0.67l/l·d. Biogass converted efficiency from every gram of COD could reach 0.39-0.48l/gCOD·d. Methane content was 65.0-75.5%. Chemical method was used to deplate lignin in anaerobic digestion effluent. Total COD removal efficiency could be more than 80%. (2)Using aciding annaerobic digestion to treat the black effluent was reseanable in technique and technology. 2. The second experiment plan-anaerobic digestion was used after the chemical method was used to deplate lignin in the black effluent. The result of dynamic experiment of II-UASB reactor showed: (1)High effect mesophilic (35℃±1℃)UASB reactor having soft slaffing in was used. When influent COD was about 7000-13000mg/l, HRT was shortened from 6 days to 1 day and organic loading rate was increased from 0.90 to 11g COD /l·d, average COD removal efficiency remained stable on 70-77%. BOD, removal efficiency was between 87.3-93.1%. Biogass production rate was 0.2-2.6l/l ·d .Biogass converted efficiency from a gram of COD was 0.39-0.481/gCOD·d with the high value of 0.53l/gCOD·d. Methane content was 63-70%. (2)The way that using physical, chemical Pre-treatment-anaerobic digestion to treat alkaline black effluent is feasible and can be used in some factories when the condition exists. 3. Counting of several class of microoganisms in anaerobic digestion stage showed: (1)As the disgestion was in stable motion, the compositon of microorganic colony could get relative stable. Dynamic balance was remaining among different kinds of microorganism such as methanogenic bacteria, Acidogenic bacteria, sulfate reducing bacteria, and heterotrophic bacteria. (2)Under stable motion, the pre-treatment of black effluent produced favourable eco-enviroment for methanegenic digestion. Good treatment effect and high biogass convertent efficiency from COD(0.39-0.48l/g·COD· d)were gotten. Some stable and high quantity(10-100times more than sewage sludge)microorganism colony were formed in the reactor. This result provided theoretical basis for anaerobic digestion of black effluent.

冬小麦田秸秆覆盖的小气候效应

The winter wheat field straw mulching was conducted. Compared with the unmulched field, the straw mulching could alter turbulent heat exchange, evaporative heat loss and soil heat fluxes, and improve the temperature and humidity of air close to the ground as well as play a active role in water-saving and soil moisture retention, thus provided better microclimatic conditions for the growth and development of winter wheat.

干湿变化与作物补偿效应规律研究

干湿变化是作物生产的水分环境,利用植物旱后复水所产生的补偿效应是农业抗旱节水的新途径。论述了农业干湿变化类型和补偿效应的内涵、干湿变化对作物生态补偿和生长发育阶段间补偿及生理代谢功能间补偿性。通过土壤大气湿度组合的玉米实验,研究了大气湿度提高补偿土壤干旱作物生长与水分利用效应的规律。

土壤改良剂节水增产效应的田间试验研究

采用田间试验,探讨了施用土壤改良剂对冬小麦的产量及水肥利用效率的影响。结果表明,施加土壤改良剂能降低作物生育期耗水量,提高冬小麦的产量,增加水肥利用效率。在不灌水条件下,施加土壤改良剂1500kg/hm2,能够使冬小麦较对照增产15%,水分利用效率(WUE)提高了21.65%,磷肥利用效率(PUE)较单施磷肥增加2.92%。在灌水33.3mm的条件下,施加土壤改良剂较对照可增产28.57%,将土壤改良剂与磷肥混施增产可达到42.86%。而且,PUE较单施磷肥增加了11.11%,WUE达到25.06kg/(hm2·mm)。

挖掘作物抗旱节水潜力——作物对多变低水环境的适应与调节

本文针对半干旱地区多变低水的实际田间环境,讨论了作物对不同干旱类型的反应,适度干旱后复水的生理补偿效应,不同类型作物在干湿交替条件下的差异,以及增强作物对多变水环境适应的技术.同时,就多变低水环境的概念、作物对多变低水环境的适应机理以及作物抗旱生理研究与旱农生产实际相衔接等问题提出了若干看法.

土壤结构改良剂在节水农业中的研究与应用

amendment; Water-saving agriculture; Research prospect; 【摘要】 为了充分了解土壤结构改良剂在节水农业中的研究应用现状,本文从作用机理、田间应用技术和效果等几个方面介绍土壤改良剂的应用现状。在此基础上,提出了土壤改良剂在节水农业应用中需要进一步解决的问题,指出了必须深入系统地研究不同土壤结构改良剂的田间实际应用效果,进一步研究有关土壤结构改良剂尤其是残留单体对环境的负面影响。

地下滴灌的经济与环境效益研究综述

地下滴灌是一种新型的节水灌溉技术 ,具有诸多优点 ,不仅在技术和经济方面 ,而且在生态环境保护方面都是最有发展前途的节水灌溉技术。对地下滴灌技术的发展历史、经济与环境效益进行了综述 ,并讨论了存在的问题 ,对研究的开展提出了一些建议

西部旱农区水资源与调控途径

实行西部经济大开发 ,水资源是制约的首要因素。要改善西部农业生产条件 ,加快生态环境建设 ,促进国民经济的发展 ,就必须在分析水资源利用现状的基础上 ,研究提出西部旱作农业抗旱节水的调控技术与途径 :加强水资源管理 ,建设节水型农业 ,从水资源时空调节角度出发 ,通过工程调水实现区域调节 ,建设库窑实行年季调节 ,拦蓄径流集雨补灌 ,充分利用自然降水 ,防止水土流失 ,增加覆盖防止蒸发 ,合理耕作促进根系深扎 ,最大限度地提高旱农区的水分利用率和利用效率 ,是西部旱作农业的根本出路。

抢救“土壤水库”实为黄土高原生态环境综合治理与可持续发展的关键——四论黄土高原国土整治28字方略

现在全国上下深切关注着黄河的重大问题及其对策。其实问题的根源都出自人们对黄河流域尤其黄土高原自然资源的掠夺式开发 ,形成了“3个恶性循环”:广种薄收 ,薄收更广种 ,虽是罪魁祸首 ,但常反被忽视 ,致使生态环境脆弱 ,人民长期贫困 ;只有下游河床越淤越高 ,防洪大堤越筑越高 ,越高越险和断流历时越来越长 ,上溯速度越来越快 2个恶性循环的危害才使人惊恐。不难看出 ,这是恰与形成黄土高原自然规律完全相悖的人为地质过程的结果。可惜它还未引起人们深入充分的认识 ,难怪一向短缺一个为各家合力共识的治本对策。当今国家将经济发展的重点向中、西部转移 ,并要求重建一个山川秀美的大西北 ,黄土高原的持续开发与治理对策就显得更为举足轻重。由此其各项对策都将面临着转变观念、调整思路、实事求是地进行科学分析和抉择。笔者最近从陆地生态的发生发展及其整个地质历史演变过程的研究中发现 :“土壤水库”的发生发展及其演变是陆地生态发生发展的关键和“动力”,只要维护土壤水库的正常发展就能更好地保卫生态环境。黄土高原地区由于得天独厚的降尘堆积环境条件和持续的成壤过程 ,可使降水具有直接渗入“地下水库”的特殊功能。只要维护住高入渗土壤水库的存在就...

旱地胡麻覆膜穴播种植与节水补灌试验研究

干旱是威胁宁南山区胡麻生产持续发展的首要限制因子。采用地膜覆盖穴播种植技术 ,探索了旱地胡麻覆膜穴播种植的增产机理及其增产效应。结果表明 ,覆膜穴播可以提高土壤地温 ,保持土壤水分 ,促进土壤速效养分的充分释放和有效利用。又因穴播种植 ,胡麻籽粒顶土合力增强 ,出苗率高达 79.4%～ 96.2 % ,籽粒产量提高 37.9%～ 46.2 %。与此同时 ,作者于胡麻覆膜穴播种植后 ,在胡麻的关键生育期枞形后期—现蕾初期 ,进行了膜上节水补灌试验。结果表明 ,节水补灌 30 0～ 450 m3 /hm2可提高籽粒产量 30 %～ 44% ,水分生产效率达0 .30～ 0 .32 kg/(hm2 · mm) ,水分生产效率提高 8%～ 1 4 .9%。这一新的种植方式 ,效益显著 ,应在干旱半干旱地区的胡麻产地大面积推广应用

黄土高原地区农田土壤水分高效调控技术

分析黄土高原节水农业的必要性 ,总结出黄土高原农业调水技术主要有 7大类 :培肥地力以肥调水 ,轮作倒茬调水 ,间隙休闲调水 ,抗旱育种调水 ,节水灌溉调水 ,径流农业调水 ,化学技术调水 ;指出在干旱、半干旱的黄土高原地区 ,利用农业调水技术是粮食增产增收的有效措施和必然趋势

我国节水型农业技术体系的发展方向

本文阐述了国内外节水农业的发展概况 ,总结了节水农业技术体系特别是高新技术的发展和应用现状 ,辩证地分析了我国节水农业出现的问题及发展前景

旱地作物需水量预报决策辅助系统

旱地作物需水量预报决策辅助系统是利用人工智能技术 ,在 Penman公式的基础上结合现有西北旱区的农学知识、模型以及经验进行系统集成而建立的智能化计算机软件系统 ,该系统是西北地区节水农业专家系统的一个子系统。在生产实践中可为陕西关中地区的冬小麦、夏玉米的栽培作出灌溉方案的决策咨询。

节水农业中化控技术的应用研究

抗旱节水化控技术是一种很有发展前景的农业节水技术。它具有操作简便、投入少、见效快、易推广的优点 ,因而是一般常规技术所无法替代的。本文介绍了几种主要的抗旱节水化控制剂 (保水剂、土壤蒸发抑制剂、植物抗蒸腾剂、土壤结构改良剂和植物生长调节剂 )的特性及应用效果 ,并指出了该技术研究中存在的一些问题 ,以期为化学节水技术广泛应用提供理论参考。

Combined Effects of Hot Curing Conditions and Reaction Heat on Rubber Vulcanization Efficiency and Vulcanizate Uniformity

A mathematical model of the chemical kinetics of silicone rubber Vulcanization is developed, with the thermal effects being computed using the increment method, and the hot Vulcanization process estimated with the finite element method. The results show that the reaction heat of rubber vulcanization is important for energy saving, and that a proper curing medium temperature is important when considering both vulcanization efficiency and vulcanizate uniformity. The results also indicate that increases in the forced convective heat transfer coefficient have no significant effect above a certain level. The validity of the numerical model is indirectly proven by comparison with existing data.