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1、江苏农业科学2008年第3期)5)水葫芦能源化利用研究进展陈广银,郑正,邹星星(南京大学环境学院/污染控制与资源化研究国家重点实验室,江苏南京210093)摘要:水葫芦能源化利用,可获得数量可观的生物质能。水葫芦对生长环境要求不高,生长迅速,将其用于环境治理、生态修复、以及用作堆肥、饲料等领域,符合经济可持续发展的要求。近年来水葫芦能源化利用主要集中在水解和发酵、炭化、气化、固化成型、厌氧消化以及综合利用等方面,取得了一定进展,也存在一定问题。今后将重点研究如何提高水葫芦能源化利用的效率以及拓展水葫芦的利用途径,提高水葫芦的环境友好性。关键词:水葫芦;能源化;利用;研究进展+中图分类号:S55
2、5.509.9文献标志码:A文章编号:1002-1302(2008)03-0005-05在化石能源渐趋枯竭的今天,能源紧张对全球可以提供数量可观的生物质能。三是可降低大气中的影响日益突出,世界开始将目光聚集到新生能源NOx和CO2的排放量,有利于环境保护,在能源利[5]领域。在太阳能、核能、水能、生物质能等诸多新能用的同时可实现CO2的/零排放0。源中,生物质能源是最安全、最稳定的能源,也是目目前,有关水葫芦能源化方面的研究主要集中[1]前国家重点鼓励发展的新能源领域。生物质是在水解和发酵、炭化、气化、固化成型以及厌氧消化指由光合作用而产生的有机体,光合作用将太阳能等方面,本文对国内外水葫芦能
3、源化利用的现状做转化为化学能而储存在生物质中。世界上生物质资一概述,并分析目前存在的不足及未来的发展方向。源庞大,种类繁多,它包括所有的陆生、水生植物,人[2]1水葫芦的特性类和动物的排泄物以及工业有机废物等。水葫芦(EichhorniacrassipesSolm.),学名凤眼水葫芦含有丰富的营养成分,包括粗蛋白、粗纤莲,雨久花科,俗称布袋莲、水荷花、假水仙,原产地维、粗脂肪、无氮浸出物以及许多氨基酸、维生素C、[6]巴西、阿根廷和秘鲁等国。水葫芦喜高温湿润,在胡萝卜素和多种微量元素。水葫芦生长的环境25~35e下生长速度惊人,通常在8个月内就能从不同,所含的营养成分相差很大。如在富营养化的1
4、0棵增至60万棵,是公认的生长最快的植物之一。水体中生长的水葫芦氮、磷含量较高,而在重金属污20世纪30年代水葫芦作为饲料从南亚传入我染的水体中生长的水葫芦重金属含量较高。水葫芦[3][7]国,目前,我国南部17个省市都存在严重的水葫中常量元素、微量元素及营养成分含量见表1和[4][8]芦泛滥问题,水葫芦是世界十大害草之一。水葫表2。芦能源化利用的研究始于20世纪90年代中期,发2水葫芦能源化利用技术展速度很快。水葫芦能源化利用有三大好处:一是来源广。由于水葫芦适应力强,对生长环境的要求目前水葫芦能源化技术可以分为水解和发酵、不高,在世界很多地方都有分布,很多大中城市已被炭化、气化、固化成型以
5、及厌氧消化等几种,每种技水葫芦包围,将其能源化利用,可以实现能源的多样术各有优缺点,下面分别加以阐述。化。二是变废为宝。利用水葫芦生长迅速的特点处2.1水解和发酵理富营养化或富重金属的废水,不但处理了废水,还水解和发酵可以产生液体燃料,如乙醇,该技术非常适合处理水分含量高的有机废物。水解和发酵收稿日期:2007-12-03需要可供酵母发酵的糖类,而这些糖类在水葫芦中基金项目:江苏省科技项目(编号:BS2007148)。作者简介:陈广银(1981)),男,江苏盐城人,博士研究生,主要从事的含量很低,因此须要对发酵原料进行一定的预处固体废弃物处理与资源化利用研究。E-mai:lxzcf2004@1
6、63.理,使其中的糖类更加适合水解过程的需要。预处com。理需要相对较高的温度、浓酸以及耐压反应器。水通讯作者:郑正,教授,博士生导师,E-mai:lzzheng@nju.edu.cn。解酶是可供选择的方法之一,但水葫芦较高的木质)6)江苏农业科学2008年第3期表1水葫芦常量元素、微量元素含量常量元素含量(%)微量元素含量(mg/kg)NP2O5K2OSCaMgFeMnNaCuZnNiCr3.301.283.360.401.660.300.720.240.2136.017057.812.3表2水葫芦的营养成分当。固化成型技术对原料的含水率有严格的要求,[13]营养成分及含量(%)一般要求在1
7、0%~15%,而水葫芦的含水率达样品粗蛋无氮90%,需要较大的晾晒场地和较长的晾晒时间,且该水分粗脂肪粗纤维粗灰分白质浸出物技术一次性投资较大,水葫芦的运输和晾晒都须要鲜样93.91.200.201.102.301.30干样019.673.2818.0337.7021.32投入大量的人力和财力,增加了该技术的处理成本。2.5气化[9]素含量影响了水解酶的作用。Nigam利用水葫芦气化是在一定的热力
