城市绿化垃圾的资源化应用创新实验
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园林绿化固体废弃物资源化再利用探究发布时间:2022-09-13T01:45:00.048Z 来源:《科学与技术》2022年第5月9期作者:龙维军[导读] 在现在社会发展的影响下,园林绿化中产生的废弃物越来越多龙维军43070219890726****摘要:在现在社会发展的影响下,园林绿化中产生的废弃物越来越多,这些废弃物造成的影响较为恶劣,不仅影响着园林绿化的整体情况,也对社会环境的质量情况有着很大的影响,对于一些现有资源的损伤也是较大的,因此园林绿化废弃物的处理成为了人们关注的焦点话题。
对于园林绿化中产生的固体废弃物来讲,资源化再利用是一种较为高效的处理方式,通过这种处理方式,可以使产生的废弃物有效的处理掉,也可以园林绿化的发展具有一定的可持续性。
本文主要是针对园林绿化固体废弃物的资源化再利用进行分析探讨。
关键词:园林绿化;固体废弃物;资源化再利用引言:在城市化发展的过程中,园林绿化有着很大的作用,不仅能够净化城市的空气环境,也能改善城市中的生态平衡,同时对于城市生态的稳定、生态的调节等也是有着很强的作用与影响。
随着园林绿化的不断拓展,越来越多的废弃物出现在了人们的眼前,像植物的树叶、植物的修剪枝叶、花草的凋落物等等,这些废弃物的产生严重的影响着园林绿化的效果,也对城市的垃圾处理造成了较为严重的负担,因此这些废弃物的处理就成为了城市发展的一个重点项目。
在进行这些废弃物处理的时候,可以采用资源化再利用的方式,使废弃物的处理具有一定的环保性、可持续性,进而促进园林绿化的发展。
一、园林绿化固体废弃物资源化再利用的方式(一)用作木质板材制板对于园林绿化固体废弃物中的枝干成分,可以依据树木种类的不同进行分类,然后将分类完成的枝干运往相应的加工厂中,然后结合枝干的具体情况进行不同木质产品的生成。
如果枝干的尺寸偏大,就可以通过一些粗加工的方式进行枝干的处理,使枝干被加工成板材备用;如果枝干自身的材质较为疏松,这些枝干就不适合加工成板材,因此这些枝干可以通过其他的方式制成纸张或者是化学原料。
园林废弃物绿色处置及资源化创新利用研究———以淮安市园林废弃物处理项目为例随着“美丽中国”建设的推进,我国加大了对园林绿化的投资力度,绿地面积不断增大,这也使得园林废弃物的产生量快速递增,园林废弃物的处理已经成为很多研究者关心的问题。
园林废弃物主要是指园林植物自然凋落或人工修剪所产生的枯枝、落叶、谢花、树木与灌木剪枝及其他植物残体等有机混合物,主要成分包括木质纤维素和脂质类物质等有机物[1]。
传统的处理方法是将其焚烧或直接填埋,不仅带来了环境污染,而且造成了资源浪费。
尤其是近年来随着人们环保意识的不断增强,直接填埋不再被提倡,焚烧也已被严令禁止。
由于园林废弃物含有丰富的有机物等营养成分,因而不同于日常生活、医用、工业生产等垃圾,也称为“被错置的可再生资源”,如何处置和利用这些资源,减少城市垃圾占用库容,已成为极具生态价值和经济价值的关注焦点。
1园林废弃物的处置现状淮安市位于江苏省中北部,是苏北地区重要中心城市。
据2018年统计,淮安市主城区绿地面积达6351.86hm 2,产生园林废弃物超过50000t/a ,和其他城市一样,淮安市同样面临着园林废弃物垃圾处置难的问题。
淮安市是国内关于园林绿化废弃物的研究利用起步较早的城市之一,从2013年起,就开始通过政府立项、规划、环评等多项审批,建成了江苏省内第一家专业园林废弃物处理中心。
该机构占地面积约4.667hm 2,其主要功能是园林废弃物的回收、生产加工、产品研发和使用推广。
在运营模式方面,采用灵活的公司化运营,政府管理部门给予政策扶持;在资金方面,财政补贴和市场化创收相结合;在技术研发方面,与兰州大学和江苏食品药品职业技术学院等高校进行合作,通过在省、市科技部门的科研立项,研究成果申请实用新型专利和发明专利,实现能源科技创新。
2园林废弃物的绿色处置措施园林废弃物的处置遵循科学合理快捷便利的原则,通过随产随运、定点收集、上门收集等多种渠道,保证市直管养绿地及公园景区产生的园林废弃物及时转运到处理中心进行集中处置。
科技成果——北京市园林绿化废弃物资源化再利用关键技术技术开发单位北京林业大学适用范围园林绿化废弃物集中消纳或就近处理及高档花卉、草花栽培以及绿地、林地养护等方面成果简介随着北京市绿化面积的扩大,园林绿化废弃物产生量急剧增加,园林绿化废弃物的消纳成为北京城市建设过程当中亟须解决的问题。
填埋和焚烧这两种传统的处理方式由于会占用大面积的土地资源并产生大量的温室气体,同时还会造成园林绿化废弃物这一宝贵生物质资源的浪费,已经不能被现代城市建设所容许,因此,急需研发一套科学合理的园林绿化废弃物高效资源化利用体系。
而由于园林绿化废弃物含有大量的木质素和纤维素,传统的农业处理废弃物技术无法直接采用,需要开发针对于园林绿化废弃物特点的处理技术。
技术原理:对小型枝叶、花败草屑等研发完善的好氧堆腐处理技术,对较大茎枝研发高温炭化处理技术,并研制利用堆腐产物,促进园林绿化废弃物的高效资源化利用。
技术的创造性与先进性:(1)针对园林绿化废弃物传统好氧堆腐周期长,堆腐过程木质素、纤维素等高分子有机物难分解,所得产品pH值、EC值较高等问题,通过添加菌剂、二次堆腐工艺研发、添加外源添加剂等方式,进行了静态高温好氧堆腐工艺研究,形成了一整套好氧堆腐技术体系,提高了堆腐处理效率,率先在国内确定了相关参数并制定了相关标准;(2)针对堆腐和炭化产品种类复杂,特性、质量等差异较大的问题,研发出了适合于花卉栽培、土壤改良、裸土覆盖等多种利用方式的终端产品,促进了园林绿化废弃物的高效资源化利用;(3)针对高温惰化无专用的处理设备和技术,采用农业废弃物的高温炭化设备存在成本高,效率低、产品质量差等问题,研究了园林绿化废弃物高温惰化技术,改进了炭化设备,构建了园林绿化废弃物高温惰化工艺技术体系,提高了产量和质量,节约了能耗。
技术处于成熟应用阶段,适用于园林绿化废弃物集中消纳或就近处理基地及高档花卉、草花栽培以及绿地、林地养护等方面。
效益分析通过发酵或高温惰化的处理方式,开发出以腐熟的园林绿化废弃物为原料的有机肥、花木基质、有机覆盖物及土壤改良基四大类产品。
城市垃圾处理与资源化利用研究报告一、背景介绍城市垃圾处理与资源化利用是当前城市发展和环境保护的重要议题之一。
随着城市化进程的加快和生活水平的提高,城市垃圾产生量不断增加,处理垃圾问题成为亟待解决的难题。
然而,传统的垃圾处理方式如填埋和焚烧,不仅对环境造成了污染,还浪费了宝贵的资源。
因此,探索垃圾处理与资源化利用的新模式势在必行。
二、垃圾分类与减量垃圾分类是垃圾处理与资源化利用的首要环节。
通过正确分类,可实现垃圾的有效分流,减少不必要的资源浪费。
城市可以建立分类垃圾收集站,并进行全员参与的宣传教育,引导居民正确分类。
此外,政府还应制定相应政策,对分类垃圾进行适当的奖励和惩罚措施,推动垃圾减量工作。
三、生物质垃圾处理与利用生活中产生的大量厨余垃圾可以通过生物质垃圾处理与利用来获得有机肥料和甲烷气体。
通过引入生物质垃圾处理设备,将厨余垃圾进行堆肥发酵,可获得高质量的有机肥料。
同时,利用厨余垃圾产生甲烷气体,可作为清洁能源供应城市生活、交通和生产各个领域。
四、可回收垃圾再利用可回收垃圾包括废纸张、塑料、玻璃和金属等。
将这些垃圾进行回收再利用,不仅可以节约资源,减少能源消耗,还可以创造更多的经济价值。
城市可以开设回收站,建立完善的回收体系,将可回收垃圾进行分类、加工和销售,实现资源的再利用和经济的可持续发展。
五、电子垃圾的治理随着科技的不断发展,电子产品的更新换代速度加快,大量的电子垃圾产生成为环境污染的重要来源。
根据数据显示,电子垃圾中含有大量的有价金属和稀有资源。
因此,建立电子垃圾回收渠道,并采用科学合理的处理技术,可以回收利用其中的有价金属和稀有资源,减少环境污染。
六、焚烧与能源回收焚烧垃圾是目前常见的处理方式之一,但也存在环境污染的问题。
近年来,一些国家已开始探索利用焚烧垃圾产生能源。
通过焚烧垃圾发电,在不增加全球温室气体排放的前提下,实现能源的回收利用。
这种方式不仅能有效减少垃圾污染,还可以解决能源问题。
城市环保与绿化中的技术创新与应用近年来,随着人口的快速增长和城市化进程的加速推进,城市环境问题日益凸显,城市绿化建设和环境保护面临着严峻的挑战。
在这个背景下,技术创新成为解决城市环保与绿化问题的重要手段。
本文将从城市垃圾处理、水资源管理、低碳交通和绿化建设四个方面,探讨技术创新在城市环保与绿化中的应用。
一、城市垃圾处理城市垃圾处理是城市环保工作的重要组成部分。
传统的垃圾填埋处理方式既浪费土地资源,又容易造成环境污染。
为了解决这一问题,技术创新在垃圾处理领域发挥了重要作用。
首先,生物技术在垃圾处理中得到了广泛应用。
通过使用微生物代谢能力进行垃圾分解和转化,可以将垃圾转化成有机肥料或发酵产生可再生能源,如生物气体和生物酒精,从而实现垃圾资源化利用。
其次,物联网技术的发展也为垃圾处理提供了新的思路。
通过智能传感器和数据分析技术,可以实时监测垃圾箱的填充情况,合理安排垃圾收集车辆的行进路线,提高垃圾的收集效率,减少能源的消耗。
二、水资源管理水资源是城市可持续发展的重要支撑。
然而,城市化带来的人口增长和经济活动的扩大,对水资源的需求也越来越大,给水资源管理带来了巨大的压力。
技术创新为水资源管理提供了切实可行的解决方案。
一方面,新型水处理技术的应用使得废水处理更加高效和环保。
膜分离技术、电解氧化技术等先进的水处理技术可以有效去除废水中的有机物、重金属等有害物质,使废水得到合格的排放标准,达到水资源的再利用。
另一方面,智能水表和远程监测技术的发展,实现了对城市水资源的实时监测和管理。
通过智能水表和数据平台,可以准确掌握每个家庭和企事业单位的用水情况,发现和解决用水浪费的问题,实现节水减排的目标。
三、低碳交通交通是城市环境污染的主要源头之一,低碳交通的推广和应用成为缓解城市交通问题的重要举措。
技术创新在低碳交通方面发挥了重要作用。
电动汽车是低碳交通的重要代表。
随着电池技术和充电设施的不断改进,电动汽车的续航里程和充电速度都得到了大幅提高,使得电动汽车成为城市交通的可行替代品。
园林绿化固体废弃物资源化再利用探究摘要:园林绿化是城市建设的重要组成部分。
近年来,城市园林绿化面积不断增加,园林绿化废弃物如树木修剪物、草坪修剪物、枯枝落叶等也越来越多,传统的处理方法如焚烧、填埋等方式不仅会造成环境的二次污染,同时又占用日益紧缺的土地资源。
因此,园林废弃物的科学处理迫在眉睫。
本文对园林绿化固体废弃物资源化再利用进行分析,以供参考。
关键词:园林绿化;固体废弃物;再利用引言“绿废”再利用作为一个起步不久且推进速度迟缓的行业,面临的现状是喜忧参半。
喜的是,在政府部门与产学研用的多方努力下,“绿废”再利用在国内已拥有一定影响力;忧的是,相较于这个与环保经济紧密相关的行业本该发挥的积极且重要的作用,目前所拥有的存在感还远远不够。
1城市固体废弃物的概念固体废弃物是指在生产、生活和其他活动中产生的丧失原有利用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的固态、半固态和置于容器中气态的物品、物质以及法律、行政法规规定纳入固体废物管理的物品、物质。
所有固体废弃物具有鲜明的时间和空间特征,从充分利用自然资源的角度看,都是有价值的自然资源,二次资源、再生资源。
2园林废弃物堆肥化处理的关键技术2.1关键技术堆肥过程中,物理、化学、生物各方面的要素对堆肥效果的优劣起到关键作用。
合理的原料粒径大小能够促进微生物分解,缩短堆肥时间并提升产品质量。
同时堆肥微生物在分解时会使堆肥体温度升高,需要及时调节过高的堆体温度,以免造成微生物死亡,延长堆肥时间。
堆体内含水率与堆体内有机物溶解速率有关,从而影响堆肥时间的长短和堆肥产品的质量。
充足的氧气能够加快园林废弃物的堆肥进程,保持氧气水平处于适当含量尤为重要。
通气处理的常用方式有自然通风、利用翻堆机、利用风机机械鼓风等。
合适的碳氮比能够增加堆体的堆肥进程。
处于20∶1~40∶1之间能够有效促进堆肥进程,最佳碳氮比为25∶1。
中性或者偏碱性的环境更适宜堆肥微生物的生长繁殖与新陈代谢。
园林绿化废弃物资源化利用研究进展摘要:为促进双碳目标实现和加快循环经济发展,需要对城市中日益增多的园林绿化废弃物进行科学处置利用,解决其处理消纳问题,并加快实现园林绿化行业的绿色低碳发展。
园林绿化废弃物含有木质素、纤维素等有机质营养元素,在堆肥、燃料、再生产品等方面有较高利用价值与生态价值。
其资源化利用不仅可以减少园林绿化废弃物对环境造成的污染和土地资源的浪费,还可以节约能源和减少温室气体排放,在推动绿色经济发展、促进生态文明建设等方面具有重要意义。
关键词:园林绿化;废弃物;资源利用引言随着城市园林绿化事业的不断推进,园林废弃物或绿化废弃物(简称“绿废”)产量巨大,已成为城市第二大有机固体废弃物。
绿废的处置利用是科学绿化和林草生态建设的重要内容,是贯彻落实国家绿色、低碳、环保发展要求的有效手段,对助力“双碳”目标实现、构建循环经济体系和维持城市生态系统平衡具有重要作用。
1绿废处置利用背景与意义近年来,随着“国家森林城市”和“国家园林城市”建设持续推进,我国的城市绿化工作成效显著。
根据国家统计局发布的《全国统计年鉴》数据,从2010年开始的短短10年间,城市建成区绿化覆盖率由38.6%上升至42.1%,城市公园绿地面积增加了近一倍,到2021年,城市人均公园绿地面积达14.8m2。
园林绿化废弃物是指园林绿化植物在生长过程中自然凋落或人为修剪后所产生的植物残体,包括常见的枯枝、落叶、草屑、花败、乔灌木修剪后产生的枝桠材等。
我国绿废年产量约4000~7000万t。
以某市为例,据统计,2005年某市产生的园林废弃物约为195万t,2007年236万t,增幅逐年增大,而到2022年已增长至约520万t,其处理消纳问题日渐凸显。
与日常生活、工业生产垃圾等其他固体废弃物相比,园林绿化废弃物含有丰富的有机物,能源密度大,且具有高碳、低氮的特点,属于相对清洁的能源,具有较高的生态价值、经济价值和能源利用潜力。
绿废科学处置利用是城镇绿化行业节能减排、低碳发展的重要途径,也是实现城市垃圾减量、绿地土壤提质和城市生态承载力提高的重要内容,对于缓解城市有机固废处理问题、提升城市生态系统质量、减少碳排放等均具有重要意义。
园林废弃物资源化利用推广应用案例园林废弃物资源化利用是一种可持续发展的方式,能够有效减少园林废弃物的排放和环境污染,同时还可以创造经济效益。
下面是十个园林废弃物资源化利用推广应用案例,以供参考:1. 废弃树木制作家具:将废弃的树木加工成高档家具,提高了资源的利用率,同时还能够为家具制造业提供原材料,创造就业机会。
2. 废弃植物制作有机肥料:将园林废弃物中的植物部分进行堆肥处理,制作成有机肥料,可以用于农田的改良和植物的生长,减少对化学肥料的依赖。
3. 废弃竹子制作建筑材料:将废弃的竹子加工成建筑材料,如竹板、竹地板等,可替代传统的木材和石材,具有环保和可再生的特点。
4. 废弃草坪制作动物饲料:将修剪后的草坪转化为动物饲料,可以用于牲畜和家禽的饲养,减少草坪废弃物的处理成本。
5. 废弃树叶制作生物质燃料:将园林废弃物中的树叶进行压缩和干燥处理,制作成生物质燃料,可以替代传统的化石燃料,减少碳排放。
6. 废弃花卉制作花艺产品:将废弃的花卉进行加工和设计,制作成花束、花环等花艺产品,可以用于装饰和礼品领域,增加园林废弃物的附加值。
7. 废弃木屑制作绿色建材:将园林废弃物中的木屑进行压缩和加工,制作成绿色建材,如木质地板、木质墙板等,具有环保和可持续发展的特点。
8. 废弃花草制作天然染料:将废弃的花草进行提取和加工,制作成天然染料,可以用于纺织和服装行业,减少对化学染料的使用。
9. 废弃树枝制作生态编织品:将园林废弃物中的树枝进行编织和加工,制作成生态编织品,如篮子、凉席等,可以用于家居和户外用品。
10. 废弃石头制作景观雕塑:将废弃的石头进行雕刻和加工,制作成景观雕塑,可以用于公园、广场等场所的装饰和艺术展示。
以上是园林废弃物资源化利用推广应用的十个案例,通过对废弃物进行加工和利用,可以实现资源的循环利用,减少环境污染,同时还可以创造经济价值和就业机会。
这些案例不仅有利于推动园林废弃物资源化利用的发展,也有助于促进可持续发展和生态环境保护。
城市建筑垃圾处理的创新技术与实践案例近年来,随着城市建设步伐的加快,城市建筑垃圾的产生量也不断增加。
如何高效地处理这些垃圾,成为了当前城市环境保护面临的重要问题。
在这个背景下,城市建筑垃圾处理的创新技术和实践案例应运而生。
一、创新技术1.生物处理技术生物处理技术是一种利用微生物进行处理垃圾的方法。
通过控制好处理过程中的温度、湿度等条件,可以加速微生物分解垃圾的速度,从而达到处理垃圾的目的。
此外,这种技术处理过程中不会产生有害气体或液体,对环境污染较小。
2.热解技术热解技术是一种利用高温对垃圾进行分解的方法。
通过控制高温处理过程中的压力和温度等条件,可以将垃圾分解成可再利用的气体和液体。
这种技术可以有效地减少垃圾的体积,从而大大减少了垃圾处理的成本。
3.物理处理技术物理处理技术是一种将垃圾分离成不同部分,然后对其进行处理的方法。
这种技术在垃圾分类方面应用广泛,通过对垃圾进行分离,可以得到不同种类的垃圾,然后再根据不同垃圾的特点进行处理。
二、实践案例1.上海垃圾分类为了解决垃圾处理难题,上海实行全民垃圾分类政策。
在执行过程中,上海政府采取了多种方法,如对居民进行宣传教育、设立垃圾分类投放点等,从而使得上海市居民垃圾分类率明显提高。
通过这种方法处理垃圾,可以使更多的垃圾得到回收利用,减少垃圾对环境的污染。
2.北京地热能利用北京市采用地热能技术进行垃圾处理,将废弃物和有机物一起加热,在高温条件下进行分解,得到可再利用的气体和液体。
这种方法处理垃圾成本低、效率高,同时还不会对环境造成污染,可谓是一种高效处理城市建筑垃圾的创新技术。
3.武汉垃圾焚烧发电为了实现垃圾处理与资源利用的双重目标,武汉采用了垃圾焚烧发电技术。
该技术通过将垃圾进行高温燃烧,发电的同时还可以减少垃圾对环境造成的污染。
采用这种方法进行垃圾处理,不但减少了对环境的污染,还可以将垃圾变废为宝,实现资源的有效利用。
综上所述,城市建筑垃圾处理的创新技术和实践案例具有重要意义。
探究园林绿化废弃物资源化利用模式随着我国城市化的快速发展,园林绿化行业也得到了迅猛的发展。
在提高了城市绿化覆盖率和绿地率的同时,各种枯枝落叶、草坪修剪物、灌木乔木修剪物、间伐材等园林绿化废弃物也在不断的增加。
根据相关统计称,仅广州市每年的产生量已超过十万吨。
如果没有认识到这部分园林绿化废弃物的价值,则需要很大的经济成本进行处理,而如果能够合理的利用这些废弃物不仅能够减少垃圾污染,还可以变废为宝,进行植物栽培、有机肥制作、土壤改良等等,而要实现这一目标,采取有效的园林绿化废弃物堆肥资源化技术是最为重要的环节。
1 堆肥臭味控制技术园林绿化废弃物在堆肥的时候会产生大量的氨气等多种臭气。
这些臭气也是造成其产业化发展受到阻碍的重要原因。
因此,在所有的园林绿化废弃物堆肥资源化技术中,首要的便是臭味控制技术,尤其是氨气。
具体技术主要包括以下三个方面:首先是将物理吸附剂覆盖于废弃物堆体表面,该方式可降低百分之七十以上的氨气释放量;其次是在堆肥过程中将专用的调理剂加入废弃物中,该方式可降低百分之六十五以上的氨气释放量;最后是采用生物滤池吸收氨气的方式,该方式需选用新型吸附材料作为滤池填充料,可降低百分之七十五以上的氨气释放量。
在实际工作过程中常采用技术和工程相结合的方式,这样不仅能有效控制堆肥臭味,促使堆肥氨气释放量降低,并尽可能的将养分的利用效率提高。
2 堆肥养分促释技术由于园林绿化废弃物富含氮、钾、磷等多种成分,而植物生长对以上的成分依赖性高,因此目前的园林绿化废弃物资源化产品的作用主要是植物栽培。
而一些园林绿化废弃物堆肥后的产品养分不足,大部分产品为有机态,无法直接被植物吸收,这就需要通过相应的技术促进堆肥养分释放,提高植物对养分利用率,从而更好的发挥其价值。
目前的方法主要通过将水溶性肥料加入堆肥产品中,以促进其释放,提高肥料效果。
该方式的缺点是水溶性肥料成本较高,同时容易随水分流失,因此在推广上受到了一定的限制。
城市绿化垃圾的资源化应用创新实验
【摘要】创新实验为学生提供了科研平台,培养了学生的创新思维。
本文以城市绿化垃圾的资源化应用创新实验为例,探讨了学生创新实验如何选题,方案设计,数据分析。
最后,对创新实验谈了自己的收获及问题。
【关键词】创新实验;绿化垃圾;资源化
【Abstract】Innovation experiment Provides students with the scientific research platform,cultivating the students creative thinking. Based on the urban greening waste recycling application innovation experiment as an example,how to choice,design and data sorting is discussed.Finally,the article summarized the harvest and the problems
【Key words】Innovation experiment;Green waste;Recycling application
0 引言
创新实验通过学生对所学专业课的拓展,以学校基本实验平台为基础,结合当今科研领域的新方向,引导大学生从被动的学习到主动探索、调动学生积极性的一种新的教学模式。
绿化垃圾是指落叶、枯枝以及城市绿化美化和郊区林业抚育、果树修剪作业过程中产生的树木枝干、草屑及其他
修剪物等生物质废弃物。
本文以城市绿化垃圾的资源化利用创新实验为例,研究创新实验的如何选题,方案设计,收获及出现的问题。
1 创新实验的选题思路
创新实验选题应具有创新性、实践性、可行性、发展性的性质[1]应尽量结合专业方向,以所学的知识做铺垫,难易适当,具有一定的科学研究性质。
本创新实验结合当今能源的日渐短缺和环境问题的日
益突出,现在国家大力推广可再生能源。
其中生物质能是指把光能以化学能形式储存起来的有机物质,是一种可再生、环境友好、可持续发展的清洁能源。
因生物质不仅来源广泛,而且生物质能中硫含量和灰分含量较低,利用过程中对环境污染小,不会增加自然界碳的循环总量,对于未来的能源战略具有深远意义。
[2]同学们发现城市每年都有大量的园林绿化垃圾被填埋和焚烧,即污染环境又造成浪费能源,我们就以此作为创新点,由于我们本专业性质是能源应用专业,同时本学期锅炉课程开设了煤的发热量实验,学生已对燃料的工业成分分析,发热量测定有了一定的实践和理论基础,我们就可以把生物质能的研究引入到实验室,研究生物质能的发热量和工业分析成分,统计每年乌鲁木齐市绿化垃圾的产生量,如果合理利用会节约多少热量。
这样,创新实验的选题来自于本科生实践性教学环节,学生有一定的理论和实践
基础,就可以利用学校现有的实验设备自主完成实验,实验具有可行性,同时将教学和科研有机的联系到一起,为以后生物质能合理有效利用奠定了一定的研究基础。
2 创新实验的方案设计
创新实验的方案设计应结合选题内容及预期实现的目标展开。
本次创新实验采用老师确定整个创新实验的技术路线,预定完成的任务,同学结合技术路线和任务进行具体细化。
学生根据技术路线查阅相关资料,方案设计如下:
1.首先对绿化垃圾进行分类统计,主要分为三类:灌木、乔木、草本。
统计乌鲁木齐的总绿化覆盖面积,其中三类占百分比。
实现方法:第一,可以采用卫星或航空遥感影像资料(谷歌地图)测定绿化面积。
第二,联系园林规划局,找上年度的核查上报的统计资料。
2.其次测定绿化垃圾的发热量。
实现方法:根据国家标准GBT 30727-2014《固体生物质燃料发热量测定方法》,采用本校实验室的氧弹量热计进行测量。
3.分析绿化垃圾的工业分析成分,这部分实验由于我校没设备,到煤炭设计院测试,根据国家标准GBT 28731-2012《固体生物质燃料工业分析方法》,这个测试的目的是为固体生物质燃料应用技术提供基础数据,如果用于燃烧,燃烧设备的结构应注意哪些问题,紧密结合本专业方向。
4.计算每年绿化垃圾的产生量。
实现方法:第一,根据
单位面积的绿化垃圾的生产量计算。
第二,可以采用实测法,取一定的样方,乔木10*10m2,灌木4*4m2、草本1*1m2,然后根据绿化率来估算。
3 创新实验的组织与实施
本次创新实验由四位同学组成小组,以自愿参加的原则,择优选择平时成绩较好的同学,利用平时和寒暑假时间,分工合作,周期一年,整个创新实验分成四个阶段:
1.查阅有关生物质能方面的文献资料。
2.根据创新实验的题目和目的,确定设计方案。
3.分割任务,各取所长,让每个同学都参与到实验中来。
4.进行实验数据处理,总结。
4 创新实验结论
4.1 生物质燃料的的发热量
根据GB/T30727-2014《固体生物质燃料发热量测定方法》,我们将采集到的样品经粉碎后取 1.0000g,采用氧弹式热量计测定其热值。
每份样品 3 次重复,重复间误差控制
在±0.2kJ?g-1。
每次实验前用苯甲酸标定,得出生物质燃料
的的发热量(如表1):
4.2 工业分析成分
根据GB/T 28731-2012《固体生物质燃料工业分析方法》,称取20g样品,置于鼓风干燥箱内(105 ~110℃)用空气
流干燥,到质量恒定,根据试样的质量损失计算水的质量分
数,将一定量的样品放在带盖的瓷坩埚中,放入(900±10)℃马弗炉中,隔绝空气加热7 min,以减少的质量占原质量的分数,减去该试样的水分质量分数就得到挥发分。
称取一定量试样,放人型箱马弗炉中,以一定的速度加热到(815±10)℃,灰化并灼烧到质量恒定。
以残留物的质量占原样质量的质量分数作为试样的灰分。
除去水分、挥发分、灰分,剩余就是固定碳含量。
测得生物质燃料的工业分析成分(如表2): 4.3 元素分析成分
生物质能的元素分析成分,根据煤炭设计院测定数据知(如表3):
4.4 结论分析对比总结
4.4.1 绿化垃圾和煤作为燃料的对比分析
以下烟煤的发热量,工业分析成分及元素分析成分(如表4):
对比绿化垃圾(生物质燃料)和煤的工业分析成分可以看出,绿化垃圾的(生物质燃料)挥发分含量很高,达到80%,远高于煤,故其点火性能和燃烧性能都比煤好,属于高活性燃料;碳含量为15%,远低于煤,故其热值比煤低。
N含量为0.5%~3%,S含量仅为0.1%~0.5%,燃烧时NOx 排放量仅为煤的1/5,SO2的排放量仅为煤的1/10[3]。
得出结论,绿化垃圾(生物质燃料)用于燃烧设备是一种优质、清洁、高效的燃料。
4.4.2 绿化垃圾(生物质燃料)发热量统计
根据园林规划局的统计资料,乌鲁木齐的绿化覆盖面积26902公顷,我市建成区绿化覆盖面积中乔、灌木所占比率达68.97%。
每平方米绿地每年产生绿化垃圾量约为0.0015吨,这样一年乌鲁木齐的绿化垃圾的产生量为:40.35×104吨/年,这些绿化垃圾的发热量7119.7819GJ/年,如果按现在的节能建筑住宅供热热指标45W/m2,乌鲁木齐的采暖期天数149天计算,乌鲁木齐市的绿化垃圾的发热量可以供1.3万平方米的住宅一个采暖季的用热量。
所以这个发热量是相当可观的,应当合理利用。
5 创新实验收获与体会
5.1 创新实验收获
这次创新实验,学生学生学会了独立思考,查阅文献,创新思维能力都得到了显著的提高。
从开始方案设计,遇到了很多问题,比如测植物的发热量和测煤的发热量的区别,烧不着怎么办,工业分析成分学校没有试验设备怎么办,到具体试验中,数据的如何整理,学生翻阅了大量的书籍、文献,最终都一一解决。
同时学生拓展了知识面,对生物质能有了感性的认识,将来可以继续从事生物质能方面的研究。
5.2 创新实验存在的问题和不足
5.2.1 学生的选择
创新实验为期一年,学生从大三升到大四,要考研,考
公务员,找工作,没有足够的时间精力,所以项目前期充满热情,后期研究时间无法保障。
建议选学生应在大二的学生中选,而且应选对科研感兴趣的,能吃苦愿意付出的参加。
5.2.2 学生综合能力有待提高
本科生在解决具体问题方面的能力,与研究生相比还存在一定的差距,因此学生选题过于依赖老师[4],建议可以把研究生引入本科生创新实验中来,提高本科生的科研能力。
【参考文献】
[1]盛苏英.实验室研究与探索创新实验项目建设的实践[J].中国能源,2011,30(9):107-110.
[2]王清成,蔡建军.生物质燃料综合应用技术研究进展[J].上海节能,2014(12):29-35.
[3]刘圣勇,陈开碇,张百良.国内外生物质成型燃料及燃烧设备研究与开发现状[J].可再生能源,2002,4:14-15.
[4]何建云,周玮.大学生创新实验对实践教学的影响[J].科教导刊,2014(34):188-189.
[责任编辑:杨玉洁]。