生物質(zhì)炭科技與工程

目錄
序
前言
第1章 緒論 1
參考文獻(xiàn) 5
第2章 生物質(zhì)炭化設(shè)備 6
2.1 生物質(zhì)炭化設(shè)備概述 6
2.2 生物質(zhì)熱解炭化設(shè)備 7
2.2.1 固定床熱解炭化設(shè)備 8
2.2.2 移動(dòng)床熱解炭化設(shè)備 10
2.2.3 流化床熱解炭化設(shè)備 18
2.3 生物質(zhì)水熱炭化設(shè)備 18
2.4 工業(yè)化熱解炭化設(shè)備的設(shè)計(jì)與運(yùn)行 19
2.4.1 進(jìn)料及烘干系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與運(yùn)行 20
2.4.2 炭化及熱解氣回用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與運(yùn)行 20
2.4.3 污水及尾氣處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與運(yùn)行 21
2.4.4 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與運(yùn)行 21
2.5 生物質(zhì)炭化設(shè)備的安全保障與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) 22
2.5.1 生物質(zhì)炭化設(shè)備的產(chǎn)品質(zhì)控 22
2.5.2 生物質(zhì)炭化設(shè)備的安全保障 22
2.5.3 生物質(zhì)炭化設(shè)備的環(huán)境影響評(píng)價(jià) 22
2.5.4 生物質(zhì)炭化設(shè)備的污染防治措施 23
參考文獻(xiàn) 23
第3章 生物質(zhì)炭化過程中組分變化 24
3.1 生物質(zhì)炭化過程中有機(jī)物的變化 24
3.1.1 生物質(zhì)炭化過程中有機(jī)物的組成與變化 24
3.1.2 生物質(zhì)炭化過程中影響有機(jī)組分的變化因素 26
3.1.3 生物質(zhì)炭化過程中多環(huán)芳烴的產(chǎn)生與控制 32
3.2 生物質(zhì)炭表面可溶性有機(jī)物的化學(xué)組分與生物活性 38
3.3 生物質(zhì)炭化過程中養(yǎng)分元素的變化 41
3.3.1 生物質(zhì)炭化過程中氮、磷、鉀元素的變化 42
3.3.2 生物質(zhì)炭化過程中微量元素的變化 47
3.3.3 金屬鹽及礦質(zhì)元素對(duì)生物質(zhì)炭性質(zhì)的影響 53
3.3.4 生物質(zhì)炭表面可溶性無機(jī)組分與生物活性 55
3.4 生物質(zhì)炭化過程中重金屬元素的變化 57
3.4.1 生物質(zhì)炭化過程中重金屬元素全量的變化 58
3.4.2 生物質(zhì)炭化過程中重金屬元素化學(xué)形態(tài)的變化 62
3.4.3 重金屬污染廢棄生物質(zhì)熱解炭化 63
3.5 生物質(zhì)炭化過程中納米顆粒的形成與環(huán)境行為 64
參考文獻(xiàn) 66
第4章 生物質(zhì)炭的理化特性與分類評(píng)價(jià) 77
4.1 生物質(zhì)炭的物理特性與改性 77
4.1.1 生物質(zhì)炭的物理特性 77
4.1.2 生物質(zhì)炭的物理改性與強(qiáng)化 80
4.2 生物質(zhì)炭的化學(xué)特性與改性 82
4.2.1 生物質(zhì)炭的化學(xué)特性 82
4.2.2 生物質(zhì)炭的化學(xué)改性與強(qiáng)化 88
4.3 生物質(zhì)炭的質(zhì)量評(píng)價(jià)與分類 90
4.3.1 生物質(zhì)炭的質(zhì)量評(píng)價(jià) 90
4.3.2 生物質(zhì)炭的分類與標(biāo)準(zhǔn) 93
4.4 生物質(zhì)炭的特性與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù) 94
4.4.1 生物質(zhì)炭的特性數(shù)據(jù)庫(kù) 94
4.4.2 生物質(zhì)炭的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù) 103
參考文獻(xiàn) 105
第5章 環(huán)境中生物質(zhì)炭的穩(wěn)定性和潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn) 111
5.1 環(huán)境中生物質(zhì)炭的物理分解 111
5.1.1 環(huán)境中生物質(zhì)炭的碎片化和膠體形成過程 111
5.1.2 環(huán)境中生物質(zhì)炭的膠體團(tuán)聚過程 124
5.1.3 環(huán)境中生物質(zhì)炭的膠體遷移過程 130
5.2 環(huán)境中生物質(zhì)炭的化學(xué)分解 133
5.2.1 環(huán)境中生物質(zhì)炭的溶解過程 133
5.2.2 環(huán)境中生物質(zhì)炭的化學(xué)氧化過程 140
5.2.3 環(huán)境中生物質(zhì)炭的光化學(xué)分解過程 142
5.3 環(huán)境中生物質(zhì)炭的生物分解 143
5.3.1 環(huán)境中生物質(zhì)炭的微生物分解過程 143
5.3.2 環(huán)境中生物質(zhì)炭的動(dòng)物分解過程 146
5.3.3 環(huán)境中生物質(zhì)炭的植物分解過程 146
5.4 環(huán)境中生物質(zhì)炭的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn) 147
5.4.1 生物質(zhì)炭中重金屬的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn) 148
5.4.2 生物質(zhì)炭中多環(huán)芳烴的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn) 149
5.4.3 生物質(zhì)炭中持久性自由基的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn) 150
參考文獻(xiàn) 152
第6章 生物質(zhì)炭在土壤培肥中的應(yīng)用 161
6.1 土壤培肥概述 161
6.1.1 國(guó)內(nèi)外土壤培肥研究進(jìn)展 161
6.1.2 生物質(zhì)炭土壤培肥原理 163
6.2 生物質(zhì)炭對(duì)土壤物理性質(zhì)的改善 165
6.2.1 生物質(zhì)炭對(duì)土壤容重的影響 166
6.2.2 生物質(zhì)炭對(duì)土壤水力學(xué)性質(zhì)的影響 167
6.2.3 生物質(zhì)炭對(duì)土壤礦物質(zhì)顆粒團(tuán)聚作用和團(tuán)聚體穩(wěn)定性的影響 169
6.3 生物質(zhì)炭對(duì)土壤養(yǎng)分狀況的改善評(píng)價(jià) 170
6.3.1 生物質(zhì)炭對(duì)土壤氮磷鉀含量的影響 171
6.3.2 生物質(zhì)炭對(duì)土壤有機(jī)碳含量的影響 172
6.3.3 生物質(zhì)炭對(duì)土壤微量元素含量和有效性的影響 173
6.3.4 生物質(zhì)炭對(duì)土壤養(yǎng)分淋溶的影響 173
6.4 生物質(zhì)炭對(duì)土壤微生物特性的影響 176
6.4.1 生物質(zhì)炭對(duì)土壤微生物生物量的影響 176
6.4.2 生物質(zhì)炭對(duì)土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的影響 177
6.4.3 生物質(zhì)炭對(duì)土壤氮循環(huán)微生物功能基因的影響 178
6.5 生物質(zhì)炭對(duì)作物產(chǎn)量品質(zhì)提升效應(yīng) 180
6.5.1 生物質(zhì)炭對(duì)水稻產(chǎn)量和生物量的影響 181
6.5.2 生物質(zhì)炭對(duì)小麥產(chǎn)量和生物量的影響 182
6.5.3 生物質(zhì)炭對(duì)玉米產(chǎn)量和生物量的影響 183
6.5.4 生物質(zhì)炭對(duì)蔬菜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響 184
6.5.5 生物質(zhì)炭培肥土壤綜合評(píng)價(jià) 185
參考文獻(xiàn) 185
第7章 生物質(zhì)炭在鹽堿地及酸化土壤改良中的應(yīng)用 192
7.1 鹽堿化土壤改良 192
7.1.1 鹽堿地成因及類型 192
7.1.2 鹽堿化土壤改良技術(shù)現(xiàn)狀 195
7.2 生物質(zhì)炭改良鹽堿化土壤 198
7.2.1 生物質(zhì)炭對(duì)鹽堿地土壤物理性質(zhì)的影響 198
7.2.2 生物質(zhì)炭對(duì)鹽堿地土壤化學(xué)性質(zhì)的影響 199
7.2.3 生物質(zhì)炭對(duì)鹽堿地土壤養(yǎng)分的影響 200
7.3 酸性土壤改良 201
7.3.1 酸性土壤成因及類型 201
7.3.2 酸化土壤改良現(xiàn)狀 203
7.4 生物質(zhì)炭改良酸化土壤 205
7.4.1 生物質(zhì)炭對(duì)酸化土壤物理性質(zhì)的影響 205
7.4.2 生物質(zhì)炭對(duì)酸化土壤化學(xué)性質(zhì)的影響 206
7.4.3 生物質(zhì)炭對(duì)酸性土壤微生物及酶活性的影響 208
7.4.4 生物質(zhì)炭對(duì)酸性土壤作物生長(zhǎng)發(fā)育的影響 210
參考文獻(xiàn) 210
第8章 生物質(zhì)炭在農(nóng)田土壤重金屬污染修復(fù)中的應(yīng)用 216
8.1 農(nóng)田土壤重金屬污染修復(fù)概述 216
8.1.1 農(nóng)田土壤重金屬污染現(xiàn)狀 216
8.1.2 農(nóng)田土壤重金屬污染修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展 217
8.1.3 生物質(zhì)炭在農(nóng)田土壤重金屬修復(fù)中的應(yīng)用 219
8.2 生物質(zhì)炭對(duì)土壤重金屬環(huán)境行為的影響 220
8.2.1 生物質(zhì)炭對(duì)土壤重金屬形態(tài)轉(zhuǎn)化的影響 220
8.2.2 生物質(zhì)炭對(duì)土壤重金屬有效性的影響 223
8.2.3 生物質(zhì)炭對(duì)土壤重金屬遷移性的影響 225
8.3 生物質(zhì)炭對(duì)炭際土壤中重金屬環(huán)境行為的影響 226
8.3.1 生物質(zhì)炭對(duì)炭際土壤中重金屬有效性的影響 227
8.3.2 生物質(zhì)炭對(duì)炭際土壤中重金屬遷移性的影響 228
8.3.3 生物質(zhì)炭對(duì)炭際土壤中重金屬形態(tài)轉(zhuǎn)化的影響 229
8.4 生物質(zhì)炭負(fù)載微生物在土壤重金屬污染修復(fù)中的應(yīng)用 230
8.5 生物質(zhì)炭對(duì)主要農(nóng)作物重金屬吸收積累的影響 231
8.5.1 生物質(zhì)炭對(duì)蔬菜中重金屬吸收積累的影響 231
8.5.2 生物質(zhì)炭對(duì)水稻中重金屬吸收積累的影響 233
8.5.3 生物質(zhì)炭對(duì)小麥中重金屬吸收積累的影響 234
參考文獻(xiàn) 236
第9章 生物質(zhì)炭在土壤有機(jī)污染物修復(fù)中的應(yīng)用 241
9.1 土壤有機(jī)污染物修復(fù)概述 241
9.1.1 土壤有機(jī)污染物種類及成因 242
9.1.2 國(guó)內(nèi)外土壤有機(jī)污染物修復(fù)研究進(jìn)展 243
9.1.3 生物質(zhì)炭土壤有機(jī)污染物修復(fù)原理與技術(shù) 245
9.2 生物質(zhì)炭中有機(jī)污染物的環(huán)境行為 246
9.2.1 生物質(zhì)炭中有機(jī)污染物的形成機(jī)制 247
9.2.2 生物質(zhì)炭中有機(jī)污染物的生物有效性 248
9.2.3 生物質(zhì)炭中有機(jī)污染物的環(huán)境影響 249
9.3 生物質(zhì)炭對(duì)土壤中有機(jī)污染物的吸附降解機(jī)制 250
9.3.1 生物質(zhì)炭對(duì)土壤有機(jī)污染物生物有效性的影響 251
9.3.2 生物質(zhì)炭對(duì)土壤有機(jī)污染物的吸附特性 252
9.3.3 生物質(zhì)炭對(duì)土壤有機(jī)污染物的降解機(jī)制 254
9.3.4 生物質(zhì)炭對(duì)土壤有機(jī)污染物修復(fù)效果的穩(wěn)定性 256
9.4 生物質(zhì)炭-微生物交互作用對(duì)土壤有機(jī)污染物修復(fù)的影響 258
9.4.1 生物質(zhì)炭對(duì)土壤微生物修復(fù)有機(jī)污染物的影響 259
9.4.2 生物質(zhì)炭-微生物對(duì)土壤有機(jī)污染物的修復(fù)機(jī)制 261
9.4.3 生物質(zhì)炭-微生物交互對(duì)有機(jī)物污染物修復(fù)效果的影響 262
9.5 生物質(zhì)炭對(duì)農(nóng)作物有機(jī)污染物吸收積累的影響 264
9.5.1 生物質(zhì)炭對(duì)糧食作物中有機(jī)污染物吸收積累的影響 265
9.5.2 生物質(zhì)炭對(duì)蔬菜中有機(jī)污染物吸收積累的影響 266
參考文獻(xiàn) 267
第10章 生物質(zhì)炭在水體重金屬污染物去除中的應(yīng)用 275
10.1 水體重金屬污染物去除概述 275
10.1.1 水體重金屬污染現(xiàn)狀及危害 275
10.1.2 水體重金屬去除方法 276
10.1.3 生物質(zhì)炭水體重金屬去除原理與技術(shù) 279
10.2 水體重金屬吸附影響因素 281
10.2.1 溶液pH對(duì)生物質(zhì)炭基材料吸附性能的影響 281
10.2.2 溫度對(duì)生物質(zhì)炭基材料吸附性能的影響 281
10.2.3 生物質(zhì)炭基材料與重金屬接觸時(shí)間對(duì)吸附性能的影響 282
10.2.4 生物質(zhì)炭基材料的用量對(duì)吸附性能的影響 282
10.2.5 溶液中的競(jìng)爭(zhēng)離子對(duì)生物質(zhì)炭基材料吸附性能的影響 282
10.3 生物質(zhì)炭對(duì)重金屬的吸附機(jī)理 283
10.3.1 吸附熱力學(xué) 283
10.3.2 吸附動(dòng)力學(xué) 283
10.3.3 生物質(zhì)炭與重金屬的相互作用 285
10.4 生物質(zhì)炭對(duì)水體重金屬的去除 288
10.4.1 小麥秸稈炭對(duì)水體重金屬的去除 288
10.4.2 玉米秸稈炭對(duì)水體重金屬的去除 288
10.4.3 豬糞炭對(duì)水體重金屬的去除 289
10.4.4 松木炭對(duì)水體重金屬的去除 289
參考文獻(xiàn) 291
第11章 生物質(zhì)炭在水體有機(jī)污染物去除中的應(yīng)用 295
11.1 水體有機(jī)污染物去除概述 295
11.1.1 水體有機(jī)污染物種類及成因 295
11.1.2 國(guó)內(nèi)外水體有機(jī)污染物去除進(jìn)展 296
11.1.3 生物質(zhì)炭水體有機(jī)污染物去除原理與技術(shù) 297
11.2 生物質(zhì)炭對(duì)有機(jī)污染物的吸附機(jī)理 299
11.2.1 生物質(zhì)炭與有機(jī)污染物的相互作用 299
11.2.2 吸附平衡與熱力學(xué) 301
11.2.3 吸附動(dòng)力學(xué) 303
11.3 生物質(zhì)炭對(duì)有機(jī)污染物吸附效果影響因素 304
11.3.1 生物質(zhì)炭理化性質(zhì)對(duì)吸附效果的影響 304
11.3.2 有機(jī)污染物理化性質(zhì)對(duì)吸附效果的影響