目錄
序
前言
第1章 有機垃圾熱解有效促進碳中和 1
1.1 引言 1
1.2 全球碳中和狀況 7
1.2.1 中國的碳中和 8
1.2.2 歐洲的碳中和 10
1.2.3 美國的碳中和 12
1.2.4 其他國家的碳中和 14
1.3 碳中和中的生物質(zhì)能 16
1.3.1 全球生物質(zhì)能利用狀況 17
1.3.2 中國生物質(zhì)能利用狀況 19
1.3.3 熱解在生物質(zhì)利用中的作用 20
第2章 熱解研究與利用概述 22
2.1 引言 22
2.2 影響熱解效果的因素 22
2.2.1 溫度對熱解特性的影響 22
2.2.2 升溫速率對熱解效果的影響 23
2.2.3 不同組分對熱解效果的影響 24
2.2.4 熱解氣氛對熱解效果的影響 24
2.2.5 多組分混合熱解相互影響機理 25
2.3 有機垃圾熱解性狀 25
2.3.1 熱解產(chǎn)物的組成 25
2.3.2 污染物的析出特性 26
2.3.3 熱解炭特征結(jié)構(gòu) 27
2.3.4 熱解炭元素組成及其影響因素 27
2.3.5 熱解炭表面結(jié)構(gòu)特征 28
2.4 熱解碳的環(huán)境背景及意義 29
2.4.1 環(huán)境問題日益被關(guān)注 29
2.4.2 城鎮(zhèn)化帶來的污染 30
2.4.3 有機垃圾的熱解探索 30
2.5 熱解炭形成機理及關(guān)鍵技術(shù) 31
2.5.1 有機垃圾熱解炭性狀 31
2.5.2 有機垃圾熱解炭形成過程 31
2.5.3 Illumina測序技術(shù) 32
2.5.4 CCA和RDA技術(shù)分析 33
2.5.5 有機垃圾熱解技術(shù)路線 34
第3章 有機垃圾熱解炭孔隙結(jié)構(gòu)研究 35
3.1 引言 35
3.2 有機垃圾的選擇與熱解炭形成 35
3.2.1 有機垃圾的組樣選擇 35
3.2.2 有機垃圾熱解炭試驗設(shè)計 36
3.2.3 有機垃圾熱解炭的制備 38
3.2.4 4V/SbetT和BET檢測方法 39
3.3 有機垃圾熱解炭分析 39
3.3.1 單組分有機垃圾熱解炭的孔隙結(jié)構(gòu) 39
3.3.2 垃圾性質(zhì)對熱解炭孔隙結(jié)構(gòu)的影響 43
3.4 小結(jié) 52
第4章 有機垃圾熱解炭表面化學(xué)性質(zhì) 54
4.1 引言 54
4.2 有機垃圾熱解炭形成的材料與方法 54
4.2.1 供測試所需的熱解炭 54
4.2.2 有機垃圾試驗設(shè)計 54
4.2.3 有機垃圾分析測試 55
4.3 有機垃圾熱解炭形成及分析 56
4.3.1 有機垃圾熱解炭的pH測試 56
4.3.2 有機垃圾熱解炭表面官能團性狀 57
4.3.3 有機垃圾熱解炭表面元素組成 67
4.4 小結(jié) 73
第5章　有機垃圾熱解三相產(chǎn)物分布及其化學(xué)組成 75
5.1　引言 75
5.2　有機垃圾熱解炭形成途徑 76
5.2.1　試驗材料的工業(yè)分析 76
5.2.2　試驗材料的元素分析 77
5.2.3　有機垃圾熱解炭分析測試 77
5.3　有機垃圾熱解炭分析 79
5.3.1　熱解產(chǎn)物的產(chǎn)率分布 79
5.3.2　三相產(chǎn)物的元素分布 80
5.3.3　熱解焦油的化學(xué)組成 87
5.3.4　熱解氣的化學(xué)組成 91
5.4　小結(jié) 95
第6章　有機垃圾熱解炭對土壤理化性質(zhì)的影響 97
6.1　引言 97
6.2　原料來源與使用 97
6.2.1　試點原料的來源 97
6.2.2　試驗組分結(jié)構(gòu) 98
6.2.3　熱解炭加入土壤后分析測試 100
6.2.4　Spearman數(shù)據(jù)處理 100
6.3　試驗結(jié)果分析 101
6.3.1　熱解炭對土壤pH的影響 101
6.3.2　熱解炭對土壤CEC的影響 105
6.3.3　熱解炭對有機質(zhì)的影響 108
6.4　小結(jié) 112
第7章　有機垃圾熱解炭對土壤溫室氣體排放的影響 114
7.1　引言 114
7.2　試驗所需材料與檢測方法 115
7.2.1　試驗所需材料 115
7.2.2　試驗設(shè)計與檢測 115
7.2.3　試驗分析測試方法 116
7.2.4　分析檢測數(shù)據(jù) 116
7.3　檢測結(jié)果的分析研究 117
7.3.1　熱解炭對土壤CO2排放的影響 117
7.3.2　熱解炭對土壤N2O排放的影響 120
7.3.3　溫室氣體排放量與土壤理化性質(zhì)的相關(guān)性 125
7.4　小結(jié) 126
第8章　有機垃圾熱解炭對土壤微生物群落的影響 128
8.1　引言 128
8.2　試驗檢測方法與途徑 129
8.2.1　熱解炭滲入土壤生物效應(yīng) 129
8.2.2　重鉻酸鉀容量檢測法 131
8.2.3　實時熒光定量PCR檢測技術(shù) 132
8.2.4　Miseq數(shù)據(jù)處理 133
8.2.5　檢測數(shù)據(jù)分析 134
8.3　檢測結(jié)果分析 134
8.3.1　有機垃圾熱解炭對紫色土有機質(zhì)的影響 134
8.3.2　有機垃圾熱解炭對紫色土銨態(tài)氮含量的影響 136
8.3.3　有機垃圾熱解炭對紫色土硝酸鹽氮含量的影響 137
8.3.4　有機垃圾熱解炭對紫色土總氮含量的影響 139
第9章　有機垃圾熱解炭對細菌群落結(jié)構(gòu)的影響 141
9.1　引言 141
9.2　有機垃圾熱解炭對微生物多樣性的影響 143
9.2.1　細菌在門水平上相對豐度 143
9.2.2　細菌在綱水平上的相對豐度 145
9.2.3　細菌在屬水平上的相對豐度 148
9.3　細菌群落結(jié)構(gòu)與土壤理化特性相關(guān)性 150
9.3.1　細菌與土壤環(huán)境變量的關(guān)系 150
9.3.2　TN為影響土壤細菌群落結(jié)構(gòu)主因 152
9.3.3　土壤環(huán)境變量影響細菌群落結(jié)構(gòu) 152
9.4　小結(jié) 153
第10章　有機垃圾熱解的經(jīng)濟前景與效益 155
10.1　引言 155
10.2　有機垃圾熱解炭對作物的影響 156
10.2.1　有機垃圾熱解對作物施肥的影響 156
10.2.2　有機垃圾熱解對作物氮循環(huán)的影響 157
10.2.3　有機垃圾熱解對土壤呼吸的影響 158
10.2.4　有機垃圾熱解炭對土壤環(huán)境的效應(yīng) 158
10.3　有機垃圾熱解炭的環(huán)境效益 160
10.3.1　有機垃圾熱解減少環(huán)境污染 160
10.3.2　有機垃圾熱解減少有害氣體排放 161
10.3.3　有機垃圾熱解減緩溫室效應(yīng) 162
10.4　有機垃圾熱解的經(jīng)濟效益 163
10.4.1　有機垃圾熱解對農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的影響 163
10.4.2　有機垃圾熱解可再生化工原料 164
10.4.3　有機垃圾熱解可實現(xiàn)碳匯交易 164
結(jié)束語 166
參考文獻 169
附表A　OFMSW熱解焦油的主要化學(xué)成分 179
附表B　OFMSW熱解氣的主要化學(xué)成分 185
附表C 縮略詞注釋表 187
致謝 188