《重金屬超富集植物“水熱液化”後處理基礎研究》是依託中南大學，由楊建廣擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：重金屬超富集植物“水熱液化”後處理基礎研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：楊建廣
- 依託單位：中南大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
隨著重金屬污染土壤的植物修復技術進入產業化實施階段，植物修復產物的後處理問題變得越來越突出。目前的處理方法存在二次污染環境、重金屬分離率低、能源化利用率不高等缺點，尚未形成一種減量化、無害化及全量資源化利用的共性技術。本研究以重金屬超富集植物莖葉收穫物為研究對象，以重金屬高效分離及產出優質生物油為研究目標，開展重金屬超富集植物水熱液化後處理基礎研究，考察重金屬超富集植物水熱分解機理；探索重金屬超富集植物水熱液化規律；明確生物油分級分離及酯化改性條件。通過這些研究擬揭示重金屬超富集植物的水熱分解規律、重金屬溶出機制及生物油轉化特徵；確定最佳化實驗參數和調控措施；形成重金屬超富集植物水熱液化法後處理技術原型，為植物修復產物的減量化、無害化、資源化及能源化利用提供理論依據。本研究的開展將促進重金屬高效分離及生物質能源清潔利用技術的開發，進一步推動我國有機固體廢棄物資源的清潔循環利用。
結題摘要
隨著重金屬污染土壤的植物修復技術進入產業化實施階段，植物修復產物的後處理問題變得越來越突出。目前的處理方法如焚燒法、堆肥法、壓縮填埋法、高溫分解法、灰化法、液相萃取法等尚存在“二次污染環境、重金屬分離率低、能源化利用率不高”等缺點，還未形成一種減量化、無害化及全量資源化利用的共性技術。本項目以蜈蚣草、垂序商陸等重金屬超富集植物莖葉收穫物為研究對象，以重金屬高效分離及產出優質生物油為研究目標，開展了重金屬超富集植物的“水熱液化”後處理基礎研究，考察了重金屬超富集植物水熱分解機理；探索了重金屬超富集植物水熱液化規律；明確了生物油分級分離及酯化改性條件。研究結果表明，“水熱液化”最佳化條件下蜈蚣草莖葉收穫物中99%以上的主要重金屬可分離到水溶液中、83.76%的生物質轉化成粗生物油，通過萃取-蒸餾後，生物油收率68.51%；垂序商陸莖葉收穫物經“水熱液化”處理後，重金屬分離率97%以上，86.24%的生物質轉化為粗生物油，通過萃取-蒸餾，生物油收率68.22%；東南景天莖葉收穫物經“水熱液化”處理後，86.24%的生物質轉化為粗生物油，通過萃取-蒸餾，生物油收率68.22%，97.47%的鉛、98.55%的鋅從東南景天中分離進入水溶液。GC-MS分析結果表明，所得到的生物油主要含苯類、酮類，醇類、酚類、烴類、烯類及酯類等有機物。蜈蚣草、垂序商陸、東南景天製得的生物油能量密度分別較原生物質提高提高1.7倍、1.91倍和1.67倍；對垂序商陸水相生物油進一步開展的催化酯化研究結果表明，在最佳化條件下，92.77%的羧酸類有機物轉變為其它有機物，生物油酸度明顯降低；對蜈蚣草環己烷相生物油進行催化加氫研究結果表明，在最佳化條件下，改質生物油中苯環類有機物降低78.23%，烷烴類有機物增長2.81倍，苯環類有機物減少，熱值提高，可以直接作為生物燃油使用。 已開展的研究工作揭示了重金屬超富集植物的水熱分解規律、重金屬溶出機制及生物油轉化特徵；確定最佳化了實驗參數和調控措施；形成了重金屬超富集植物“水熱液化法”後處理技術原型，為我國重金屬超富集植物修復產物採用“水熱液化”進行減量化、無害化、資源化及能源化利用提供了理論依據，促進了重金屬污染土壤植物修改產物重金屬分離及生物質能源清潔利用技術的開發，可進一步推動我國有機固體廢棄物資源的清潔循環利用。
