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科研团队

农村有机废弃物高值化利用团队

团队简况

本团队由永利农村有机废弃物高值化利用学术方向的17位教师组成,其中教授1人,副教授7人,讲师9人。团队设置生物质热解及生物油高值化和有机废弃物厌氧发酵及综合利用两个方向。以农村有机物废弃物为研究对象,主要开展了生物质定向催化、厌氧发酵和沼渣沼液高值化利用研究,在定向催化、沼渣沼液肥料化利用等研究领域取得一定成果。主持国家自然科学基金、辽宁省重点实验室课题、省农业攻关重大项目子题、辽宁省高等学校优秀人才支持计划项目、省教育厅基金、中国博士后科学基金、辽宁省百千万人才工程培养计划课题、辽宁省外专局引智课题、永利体育app拔尖人才基金等课题20余项。获得了省级科技进步奖4项;申报国家发明专利8项;发表学术论文150余篇,主编著作14部,参编著作20余部。近年来,在生物质能源、环境等领域得到了较快发展,构建了生物质预处理技术体系、玉米秸秆固化成型技术体系,建立了农田环境污染物高通量检测技术研发及分析测试共享服务平台。

团队的人才培养和科技创新条件显著改善,拥有占地10000m2的校内科研基地,实验室面积5000m2,实验设施1000m2;仪器设备总价值355万元,共计231台件;现有省部级以上科研平台7个,其中联合国粮农组织平台1个、农业部平台4个、辽宁省科技厅重点实验室2个。

农村有机废弃物高值化利用


沼气工程综合利用

 团队成员

刘庆玉1967-),教授,博士生导师,校学术委员会委员,兼任《可再生能源》、《永利体育app学报》等中文核心期刊的编委、全国首届沼气标准委员会委员、辽宁省可再生学会副理事长等。

主要从事生物质能源化利用方面的研究,研究沼气发酵及综合利用、沼气工程增温保温、纤维素原料的预处理及发酵制取燃料乙醇等方面的技术。

主持省部级以上课题10余项,发表学术论文50余篇,科研成果获辽宁省科技进步三等奖2项、沈阳市科技进步奖3等奖2项、沈阳市科技推广二等奖1项、农牧厅二等奖1项等。主持辽宁省精品资源共享课1门,主编农业部“十二五”规划教材1部。

 

优势与特色

团队承担着农业建筑环境与能源工程人才培养和科技创新双重任务,工作目标是探索生物质能源化基础理论,开发农业有机废弃物热解液化、气化、厌氧发酵及发酵残余物利用新技术,提高农业有机废弃物利用价值。目前,本团队已经在农业有机废弃物定向催化热解、混合原料发酵、厌氧发酵调控与工艺优化、增温保温、发酵残余物肥料化利用等研究领域形成了自己的特色。

纤维类农业废弃物预处理及厌氧发酵调控技术开发出生物预处理技术、组合碱预处理技术、微波辅助预处理技术等,用于秸秆类原料生产沼气的前处理;解析不同固体浓度厌氧发酵过程中的挥发酸产生特征及酸累积对产沼气的影响,采用生物炭负载微量金属元素结合工艺过程参数调节,合理调控高固体厌氧消化工艺有效提高甲烷产量及防止酸抑制;采用低负荷高回流比及高负荷低回流比技术有效补充系统氮源提高厌氧消化效率,减少沼液外排降低后续处理成本,解析发酵过程中C、N的分布与转化及物质与能量转化效率;开发两相一体化秸秆厌氧发酵生物反应器及秸秆预处理/两相发酵/自动破壳一体化反应器。利用液位升降实现自动破壳,固液两相分别发酵,降解充分,简化预处理过程,解决秸秆进料与自动破壳过程中的水封问题。

寒冷地区沼气工程增温保温技术研究:集成太阳能温室、发电余热、太阳能热水等技术并充分利用堆沤热能、沼液和熟料回流余热等,建立了北方地区生物质沼气工程的增温方法。

养殖场粪污厌氧发酵产沼气工艺优化北方地区低温环境下,以畜禽粪便为主要发酵原料产沼气的工艺优化和产酸产气调控研究;以猪粪沼气发酵系统为载体,研究典型兽用抗生素污染胁迫下猪粪沼气发酵运行过程中微生物群落结构多样性的演替规律及水解酶活性的动态变化特征,初步掌握微生物多样性变化与水解酶活性、沼气产气量、产气速率等发酵性能之间的相关性,进而揭示兽用抗生素污染对猪粪沼气发酵系统的抑制规律。

沼渣沼液肥料化与安全农用在设施中以沼渣、沼液为肥料,栽培典型作物,明确施用沼渣、沼液对设施土壤理化性质、生物学特性及蔬菜、水果产量及品质的影响,建议了沼渣、沼液安全施用标准,为沼渣、沼液科学施用提供技术依据。利用气体交换和叶绿素荧光曲线JIP-test分析技术,探索了非生物逆境条件下沼渣基质提高植株适应能力的光合生理机制,开发出不同育苗及栽培沼渣基质。利用沼渣液和味精(谷氨酸钠)下脚料等进行有机肥料配比,研制了寒富苹果多功能生态肥,充分发挥沼渣液和氨基酸液的综合肥效,与常规肥料相比可提高果树产量和果实品质,具有生物制剂防治病虫害功能。制定了沼液用作无土栽培营养液的使用方法。 

承担的主要科研项目

国家自然科学基金项目

l  典型兽用抗生素污染对沼气发酵过程中微生物多样性及酶活性的影响(31400442)

获得的主要科研成果

代表性论文

l  Study on a high current density redox flow battery with tin(Ⅱ)/tin as negative couple Journal of Power Sources,2015, (280):227-230

l  Influences of hydrochloric acid washing on the thermal decomposition behavior and thermodynamic parameters of sweet sorghum stalk. Renewable Energy,2020, 148 , 1244-1255

发明专利

l  分体式增温沼气池(ZL 201210262188.8)

l  秸秆预处理/两相发酵/自动破壳一体化装置(ZL 2014 1 0533089.8)

l   带有 的生物质颗粒成型机构(ZL 2016 1 0198359.3)

l   基于电路通断的气体流量测定系统和测定方法(CN201710803231.X)

获奖科技成果

l 辽宁省科技进步奖 —— “初级农产品及其产地环境中农药残留检测和监控技术研究与应用”

培养研究生情况

团队已培养博士和硕士研究生83名,在读研究生17名,另有200余名能源专业本科生在本团队完成学位论文工作。有10余名研究生获得国家奖学金、辽宁省优秀毕业生、永利体育app优秀博士/硕士学位论文以及顾慰连纪念奖学金等奖励。培养的博士研究生和近三年部分硕士研究生情况如下。

博士研究生

毕业年度

学位论文题目

所获荣誉

薛志平

2017

秸秆致密成型试验样机的设计及研制


硕士研究生

毕业年度

学位论文题目

所获荣誉

杨明

2020

采用芬顿/深共晶处理玉米秸秆催化制备5-HMF的试验研究

校优秀毕业论文提名,校优秀研究生干部,校优秀研究生

曲壮壮

2020

猪粪厌氧发酵重金属镉/镉的形态转化及产期特性研究

国家奖学金,校优秀研究生,校优秀毕业论文提名,校优秀研究生干部

关琦

2020

北方典型农村住宅节能优化设计

校优秀团干部,校优秀研究生干部,校优秀研究生