濕解處理木質(zhì)纖維類廢物的實(shí)驗(yàn)研究
摘要：濕解是環(huán)境友好的新型有機(jī)廢物處理技術(shù)。在小型濕解實(shí)驗(yàn)裝置中，對(duì)草坪草進(jìn)行了濕解實(shí)驗(yàn)，引入了能夠綜合反應(yīng)操作溫度和停留時(shí)間對(duì)濕解反應(yīng)影響的反應(yīng)強(qiáng)度參數(shù)，運(yùn)用木質(zhì)纖維素固體基質(zhì)半纖維素、纖維素和木質(zhì)素定量分析程序，灼燒法，容量法，浸提法和高效液相色譜等考察了在不同反應(yīng)強(qiáng)度參數(shù)下，濕解對(duì)固體產(chǎn)物和液體產(chǎn)物的影響。結(jié)果表明，隨反應(yīng)強(qiáng)度的增加，濕解后固體產(chǎn)物減重的現(xiàn)象增加；半纖維素殘留量明顯下降，纖維素由于其復(fù)雜的晶體結(jié)構(gòu)，其殘留量變化差別不大，但有約70％左右的纖維素被降解；有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化率逐漸增加；木質(zhì)素質(zhì)量分?jǐn)?shù)由于濕解產(chǎn)物的重聚與縮合而高于原料中木質(zhì)素分?jǐn)?shù)濃度。在研究選用的反應(yīng)強(qiáng)度參數(shù)3.16~4.63范圍內(nèi)，濕解產(chǎn)物腐殖化率大于0.8，有較好的腐熟度。濕解液體產(chǎn)物的分析表明：當(dāng)反應(yīng)強(qiáng)度增加時(shí)，總可溶性糖的質(zhì)量濃度先增加而后下降，乙酸和糠醛一直呈增加的趨勢。
關(guān)鍵詞：木質(zhì)纖維類廢物；濕解；草坪草
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，城市生活廢物和農(nóng)林廢物產(chǎn)生量逐年增加，其中可降解有機(jī)組分約占廢物總量的一半以上，它的處理對(duì)整個(gè)廢物的處理起著舉足輕重的作用。濕解[1]正是快速有效的處理可降解有機(jī)廢物的新型技術(shù)，它利用高溫高壓的水蒸氣使之在密閉反應(yīng)釜內(nèi)快速資源化。因其處理時(shí)間短（一般不超過2 h），不易產(chǎn)生二次污染；在垃圾綜合處理廠中，可以和焚燒相匹配；處理產(chǎn)物是良好的土壤改良劑或有機(jī)肥料等優(yōu)點(diǎn)，引起了社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。
中國科學(xué)院工程熱物理研究所針對(duì)此項(xiàng)技術(shù)做了大量的研究工作[2-4]。對(duì)廚余、秸稈等多種有機(jī)廢物進(jìn)行了濕解實(shí)驗(yàn)研究，探索了濕解工藝的運(yùn)行參數(shù)及濕解產(chǎn)物的干燥利用和穩(wěn)定性，研究了不同濃度濕解產(chǎn)物在土壤中的物質(zhì)變化和腐熟度，并證實(shí)了濕解產(chǎn)物中含有豐富的有機(jī)質(zhì)和腐殖酸，是減量化、穩(wěn)定化和無害化處理利用有機(jī)固體廢棄物的有效手段之一。作為新型垃圾綜合處理利用中的核心技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用于北京、哈爾濱和福建漳州等地。日本IHI公司在和中國科學(xué)院工程熱物理研究所合作的同時(shí)，也進(jìn)行了部分的研究工作。探索了經(jīng)濕解處理和未經(jīng)濕解處理的松樹枝、桃樹枝和草坪草等對(duì)土壤特性的影響[5]。
在可降解組分中較難降解的木質(zhì)纖維類廢物是可降解有機(jī)物處理的關(guān)鍵，因此，本文在前期工作的基礎(chǔ)上，選用草坪草作為實(shí)驗(yàn)物料，在小型濕解實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，著重研究了不同反應(yīng)強(qiáng)度參數(shù)下，濕解處理對(duì)木質(zhì)纖維類廢物的影響，并對(duì)不同反應(yīng)強(qiáng)度參數(shù)下，濕解固體產(chǎn)物和液體產(chǎn)物的成分作了詳細(xì)的分析，以期為濕解機(jī)理提供更進(jìn)一步的理論依據(jù)。
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