生物質炭科技與工程

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