《生物質炭科技與工程》是科學出版社出版的圖書。
基本介紹
- 中文名：生物質炭科技與工程
- 作者：單勝道等
- 出版社：科學出版社
- 出版時間：2021年11月
- 頁數：182 頁
- ISBN：9787030700773
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
本書圍繞生物質炭基礎研究、工程開發和生產套用的三個領域，系統介紹生物質炭化工藝與裝備、生物質炭性質與功能，以及生物質炭在土壤、水體、大氣環境修復和固碳減排套用等方面內容，分析討論生物質炭的環境效應和可能產生的生態風險，以期對生物質炭產業發展起到積極的推動作用。
圖書目錄
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 工業化熱解炭化設備的設計與運行 19
2.4.1 進料及烘乾系統的設計與運行 20
2.4.2 炭化及熱解氣回用系統的設計與運行 20
2.4.3 污水及尾氣處理系統的設計與運行 21
2.4.4 冷卻系統的設計與運行 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資料庫 94
4.4.1 生物質炭的特性資料庫 94
4.4.2 生物質炭的標準資料庫 103
參考文獻 105
第5章 環境中生物質炭的穩定性和潛在生態風險 111
5.1 環境中生物質炭的物理分解 111
5.1.1 環境中生物質炭的碎片化和膠體形成過程 111
5.1.2 環境中生物質炭的膠體團聚過程 124
5.1.3 環境中生物質炭的膠體遷移過程 130
5.2 環境中生物質炭的化學分解 133
5.2.1 環境中生物質炭的溶解過程 133
5.2.2 環境中生物質炭的化學氧化過程 140
5.2.3 環境中生物質炭的光化學分解過程 142
5.3 環境中生物質炭的生物分解 143
5.3.1 環境中生物質炭的微生物分解過程 143
5.3.2 環境中生物質炭的動物分解過程 146
5.3.3 環境中生物質炭的植物分解過程 146
5.4 環境中生物質炭的潛在生態風險 147
5.4.1 生物質炭中重金屬的潛在生態風險 148
5.4.2 生物質炭中多環芳烴的潛在生態風險 149
5.4.3 生物質炭中持久性自由基的潛在生態風險 150
參考文獻 152
第6章 生物質炭在土壤培肥中的套用 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定性的影響 169
6.3 生物質炭對土壤養分狀況的改善評價 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 生物質炭在鹽鹼地及酸化土壤改良中的套用 192
7.1 鹽鹼化土壤改良 192
7.1.1 鹽鹼地成因及類型 192
7.1.2 鹽鹼化土壤改良技術現狀 195
7.2 生物質炭改良鹽鹼化土壤 198
7.2.1 生物質炭對鹽鹼地土壤物理性質的影響 198
7.2.2 生物質炭對鹽鹼地土壤化學性質的影響 199
7.2.3 生物質炭對鹽鹼地土壤養分的影響 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套用 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套用 219
8.2 生物質炭對土壤重金屬環境行為的影響 220
8.2.1 生物質炭對土壤重金屬形態轉化的影響 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套用 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套用 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定性 256
9.4 生物質炭-微生物互動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-微生物互動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套用 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套用 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 305
11.3.3 吸附過程條件對吸附效果的影響 305
11.4 生物質炭及生物質炭複合材料對水體有機污染物的去除 308
11.4.1 生物質炭與改性生物質炭吸附劑對水體有機污染物的去除 308
11.4.2 生物質炭固定化微生物對水體有機污染物的去除 310
11.4.3 生物質炭複合材料對水體有機污染物的催化降解 311
11.4.4 綜合效應評價 313
參考文獻 314
第12章 生物質炭在水體氮磷防控中的套用 319
12.1 水體氮磷污染防控概述 319
12.1.1 水體氮磷污染物種類及成因 319
12.1.2 國內外水體氮磷污染防控的研究進展 320
12.1.3 生物質炭水體氮磷防控原理 321
12.2 生物質炭對水體氮磷的吸附效能與機理 322
12.2.1 生物質炭對水體氮的吸附性能與影響因素 322
12.2.2 生物質炭對水體磷的吸附性能與影響因素 323
12.2.3 生物質炭對水體氮磷同步吸附的性能與機理 323
12.3 生物質炭對土壤流失氮磷的持留作用與機理 324
12.3.1 土壤氮磷流失對水環境污染的影響 324
12.3.2 生物質炭對土壤流失氮的持留作用與機理 325
12.3.3 生物質炭對土壤流失磷的持留作用與機理 326
12.4 生物質炭強化植物-動物-微生物去除氮磷的效能與機理 326
12.4.1 生物質炭強化動、植物去除水體氮磷的效能與機理 327
12.4.2 生物質炭強化微生物降解水體氮磷的性能與機理 327
12.4.3 生物質炭對水體氮磷污染防治的套用 329
參考文獻 331
第13章 生物質炭在大氣污染物處理中的套用 336
13.1 大氣污染物處理概述 336
13.1.1 大氣污染現狀及危害 336
13.1.2 大氣污染物與生物質炭 337
13.1.3 生物質炭處理大氣污染物的原理與技術 337
13.2 生物質炭處理CO2 338
13.2.1 CO2及其危害 338
13.2.2 生物質炭在CO2捕集中的套用 339
13.2.3 生物質炭在催化還原CO2中的套用 340
13.3 生物質炭處理NOx 341
13.3.1 NOx及其危害 341
13.3.2 生物質炭在選擇性催化還原NOx中的套用 341
13.3.3 生物質炭在催化氧化及吸附NOx中的套用 342
13.4 生物質炭處理VOCs 344
13.4.1 VOCs及其危害 344
13.4.2 生物質炭在VOCs吸附中的套用 344
13.4.3 生物質炭在催化氧化VOCs中的套用 347
13.4.4 生物質炭在微生物降解VOCs中的套用 347
13.5 生物質炭處理其他大氣污染物 347
13.5.1 生物質炭處理Hg0 347
13.5.2 生物質炭處理SO2 350
13.5.3 生物質炭處理H2S 352
參考文獻 353
第14章 生物質炭減緩溫室氣體排放 357
14.1 廢棄生物質與溫室氣體排放 357
14.1.1 廢棄生物質的處置方法及其溫室氣體排放現狀 357
14.1.2 農業廢棄生物質熱解炭化的固碳減排優勢 360
14.2 生物質炭化過程中的溫室氣體排放與減排 362
14.2.1 生物質炭化過程中的減排途徑 362
14.2.2 廢棄生物質炭化過程中的溫室氣體排放核算 364
14.3 生物質炭農田套用的溫室氣體減排與評價 365
14.3.1 生物質炭的土壤固碳效應 365
14.3.2 生物質炭對稻田CH4和農田N2O的減排效益 367
14.3.3 生物質炭農田套用的碳足跡評價 373
參考文獻 377
第15章 生物質炭發展問題與展望 380
15.1 生物質炭化問題與展望 380
15.1.1 生物質炭化發展概況 380
15.1.2 生物質炭化發展問題 381
15.1.3 生物質炭化發展展望 382
15.2 生物質炭農業利用問題與展望 383
15.2.1 生物質炭農業利用概況 383
15.2.2 生物質炭農業利用問題 384
15.2.3 生物質炭農業利用展望 385
15.3 生物質炭環境修復問題與展望 386
15.3.1 生物質炭環境修復概況 386
15.3.2 生物質炭環境修復問題 388
15.3.3 生物質炭環境修復展望 389
15.4 生物質炭燃料化利用問題與展望 389
15.4.1 生物質炭燃料化發展概況 389
15.4.2 生物質炭燃料化發展問題 391
15.4.3 生物質炭燃料化發展展望 392
15.5 生物質炭參與“碳達峰”和“碳中和”問題與展望 393
15.5.1 生物質炭參與“碳達峰”和“碳中和”概況 393
15.5.2 生物質炭參與“碳達峰”與“碳中和”問題 395
15.5.3 生物質炭參與“碳達峰”與“碳中和”展望 396
參考文獻 397
