我国有机废弃物农业利用生态工程

本文将运用生态工程进行有机废弃物农业利用的主要途径划分为饲料、作肥料，作能源，作培养和多层次循环利用五种方式，论述了中国有机废弃物农业利用的历史，现状与水平，对作物秸杆，畜禽粪便，沼气发酵残余物和有机垃圾农业利用的主要生态工程和效益作了分析，并探讨了当前有机废弃物农业利用中存在的主要问题和未来发展趋势。     

环境保护与生物能源

近年来,国外利用各种有机废弃物在厌氧条件下,经微生物厌氧消化作用产沼气,不仅为工、农业生产提供了能源,而且也是处理废弃物,防止环境污染的有力措施。因此,生物能源,特别是沼气的开发和利用引起了世界各国的重视,认为是一个很有发展前途的能源。由于微生物厌氧消化制取甲烷气受到世界各国的重视,也促使了沼气发酵机理的研究,厌氧     

几种农业有机废弃物沼气发酵工艺条件优化研究

以农业有机废弃物鲜猪粪、干稻草、青草、南瓜叶以及菜叶为原料,沼气产量和甲烷产量为指标,采用4因素3水平的正交实验设计方法对沼气发酵工艺参数优化配置进行了实验研究。结果表明反应器内原料碳氮比、原料固体浓度、反应环境温度以及投加微量元素对沼气发酵均有不同程度的影响,其中反应环境温度对沼气产量的影响显著。最优工艺条件为原料碳氮比25:1、固体浓度8%、温度35℃、投加微量元素Co。     

畜禽养殖污染物资源化利用技术及模式研究

中国畜禽养殖业污染十分严重。结合中国传统农业"万物并育"思想,论述了畜禽养殖污染物的资源化利用技术及模式,主要有肥料化(牧-肥-草模式、农业废弃物-畜禽粪便堆肥模式、发酵床模式)、能源化(以沼气为核心的利用模式、畜禽粪便-农业废弃物联合发酵制氢模式)、基料化(农林副产物-食用菌模式、以食用菌为中心的循环经济模式、针叶树类木屑-发酵床养猪-食用菌利用模式)、饲料化四种方式。这些利用方式为防治畜禽养殖业污染发挥着重要作用。     

沼气系统在持续农业发展中的作用与地位

沼气系统,国外主要用于大型农牧场、食品加工厂及城市废弃物处理;国内则侧重于农村发展农用沼气池,开展沼气系统的综合利用.目前全国已有700多万农户拥有沼气池,占总农户数的4%;一些大型国营养殖场、农场、食品加工厂、制药厂也都建有沼气池作为废弃物的处理途径.1 沼气系统在农业生态系统中的利用途径与实用技术沼气系统是一种利用含有一定量淀粉、蛋白质、脂肪、半纤维素的生物废弃物(如粪便、秸秆、食品加工的下脚料等)在沼气池中进行厌氧发酵的工程体系.沼气的主要成分——甲烷是一种新型的生物能源,清洁、廉价、可以再生,发酵后的残余物——沼液沼渣是上好的肥料、优良的饲料和良好的作物生长刺激素.     

太湖流域废弃生物质能源资源化利用方案

文章在对常州市武进区礼嘉镇进行面源生物质废弃物调研的基础上详细比较了生物质废弃物发酵制备燃料乙醇技术、生物质废弃物发酵制沼气技术、生物质废弃物气化炉技术以及生物质废弃物焚烧发电技术,从技术、经济、应用前景等多方面考量并最终筛选出适合于礼嘉镇试点区域的生物质废弃物利用技术。在对所选技术的应用实例进行调查研究的基础上建立了太湖流域废弃生物质能源资源化的总体方案:本方案拟定在试点区域结合实际情况将部分不适宜用于发酵制备燃料乙醇的农作物秸秆以及禽畜粪便、生活污水污泥等各类生物质废弃物用于生物质发酵制沼气项目,以满足当地部分居民的日常生活所需,同时收集剩余适宜制备燃料乙醇的生物质秸秆用于建设具有广阔应用前景的生物质发酵制备乙醇项目,对体系中产生的污水污泥等废弃物以污泥亚临界水热处理技术予以预处理后用于发酵制备沼气项目。总体方案每年生产燃料乙醇1 875.7 t,生产沼气259.2万m3,副产有机肥1 874.8 t,产生经济效益1 608万元,10年运行期的净收益现值为12 555.4万元,是具有广阔前景且行之有效的循环经济方案,是推动自然生态和人类社会和谐发展的绿色经济方案。     

日本城市有机废弃物甲烷发酵资源化系统案例分析及最新研究进展

为建设可持续发展社会,日本近年来大力推动甲烷发酵以实现城市有机废弃物的减量化和资源化。首先介绍了日本城市有机废弃物资源化的2个实用案例,长冈市厨余垃圾沼气发电中心和丰桥市生物质资源利用中心的设计和运营状况。两者的长期稳定运行及产能效果验证了甲烷发酵技术在城市有机废弃物减量化和资源化上的可行性。其次,为了应对社会发展趋势和城市有机废弃物处理的技术需求,介绍了日本有关厨余垃圾、污泥以及废纸（城市有机废弃物的3大组分）的单独发酵及共发酵的部分研究成果。此外,简要介绍了应用厌氧膜生物反应器（AnMBR）进行相关高效甲烷发酵的最新研究成果。并根据实用案例调查和实验研究结果,以100万人口城市为例,对城市有机废弃物的各种甲烷发酵系统的产能效果进行了模拟概算。     

接种物种类对玉米秸秆沼气干发酵过程的影响

以玉米秸秆为原料,分别以液态牛粪沼气发酵的剩余物及玉米秸秆沼气干发酵的沼渣为接种物进行沼气干发酵试验.秸秆与接种物之比(F/I,基于可挥发性固形物VS)分别为1、3、5,研究了接种物种类和接种量对沼气干发酵过程的启动速度、累积产气量以及微生物菌群结构变化等的影响.试验结果表明:接种液态牛粪沼气发酵剩余物的发酵罐的启动速度及累积产气量均明显优于以玉米秸秆沼气干发酵沼渣为接种物的发酵罐.以液态牛粪沼气的沼渣做接种物时,接种量F/I=1、3、5时的总产气量差异不显著(p0.05);用秸秆干发酵沼渣做接种物时,F/I=1的发酵罐能正常启动,但累积产气量为66.9 L·kg-1(以VS计),比接种液态牛粪沼气发酵剩余物的发酵罐低26%.而F/I=3和5的发酵罐则由于过度酸化而导致发酵失败.     

原料不确定性对沼气工程的影响及对策

我国应用最广泛的沼气工程主要分为大中型沼气工程和户用沼气池,沼气工程是作为固定资产进行设计和修建的,一旦工程建成,发酵装置容积及其对原料数量的需求就已固定.发酵原料来源主要是沼气工程业主的废弃物,存在不同程度上的原料来源的不确定性.无论哪种沼气工程,原料来源的不确定性会使沼气生产受到影响,而沼气工程大多数在设计和修建时都没有应对原料不确定性的预备措施,这就给稳定运行留下了隐患.     

生物炭对猪粪好氧发酵产生的硫醚的控制研究

好氧发酵作为农业废弃物资源化利用的主要方式,以其投资小,工艺简单等特点得到广泛应用,农业废弃物好氧发酵化处理不仅可以减轻环境压力,还能够节约大量养分资源。然而在好氧发酵过程中会产生微量的、对人体健康和环境有危害作用的、以硫醚类为代表挥发性有机物(VOCs),目前尚无高效率去除好氧发酵中产生的硫醚的控制方法与技术,故该实验以生物炭为吸附材料,在猪粪和秸秆好氧发酵中添加不同比例的生物炭,研究生物炭对猪粪好氧发酵中产生的硫醚的减排作用。研究表明,在以好氧发酵物料干基比100∶25添加生物炭能够有效降低猪粪好氧发酵中各个阶段TVOCs的排放浓度,缩短好氧发酵前期二甲二硫高浓度排放时间,降低好氧发酵前期二甲三硫94.30%的排放浓度,为猪粪好氧发酵中臭气和TVOCs的控制提供了科学依据。     

解决冬春季沼气池产气难的新方法

沼气是利用农作物秸秆和家畜粪便等农村废弃物发酵而产生的一种新型农村能源，现正在广大农村推广和应用。但是，在北方沼气由于受温度的限制，冬春季沼气地产气较难，严重地阻碍了它在北方农村的推广。温度是影响沼气地正常工作的重要因素之一。甲烷嗜温细菌和嗜热细菌发酵的最佳温度范围分别是30℃－37℃和55℃－65℃。北方冬春季气候寒冷，致使沼气池池温降低，甲烷细菌活动减弱，其产气速度及产气量随之明显下降。因此，提高地温是解决冬春季沼气地产气难问题的关键。现将此问题的解决方法归纳如下，供北方广大沼气池用户参考。1、沼气…     

沼液全量回流对农业废弃物沼气发酵的影响

为从源头实现沼液减量化,采用半连续进料方式,研究沼液全量回流用于农业废弃物沼气发酵的可行性.结果表明:纯秸秆沼气发酵过程中发酵液pH值、EC持续增加,总氮(TN)持续降低(第132d时仅为110mg/L),总挥发性脂肪酸(TVFAs)在94d后逐渐积累,日产气量逐渐下降,第104d时仅为产气稳定期时的50%,补氮后产气快速恢复,较补氮前大幅提高了1.5倍;与纯秸秆发酵相比,以秸秆猪粪混合物发酵避免了发酵过程中氮不足的问题,系统稳定性明显增强,且日产气量长期保持稳定,在沼液回流105d后TN和TVFAs有积累趋势,但对产气尚未表现出抑制.综上所述,在多元物料沼气发酵系统中进行沼液全量回流总体可行,但需关注铵氮和TVFAs累积问题.     

农业废物处理与综合利用

X71 200403425 以沼气为纽带的生态度假村有机废弃物资源利用研究/王小玲(中国农业大学水利与土木工程学院)…//中国沼气/农业部沼气科学研究所.- 2004,22(2).-30-33 环图TK-14 在一个农游结合型的度假村中,利用系统内部循环对产生的废弃物资进行处理,减少污染物的对外输出,对于环境保护具有重要意义。本文对蟹岛生态度假村内以沼气为纽带,进行有机废弃物资源利用的模式进行了研究。介绍了沼气工程的建设、秸杆的处理、沼液沼渣的利用、人畜粪便的利用、旅游业中废弃物的处理以及能源的利用情况。研究表明,蟹岛生态度假村以沼气为纽带的有机废弃物资源利用模式,降低了污染物的输出,净化了环境,节约了能源,并使度假村获得了显著的经济效益,是一种新型的都市农村生态模式。图4表3参7     

云南省农村有机废物资源量及其沼气潜力的概算研究

按１９９４年的生产水平计，统计概算了云南省农作物秸秆、禽畜粪和人粪尿三类农村有机废弃物的资源量及其沼气潜力。目前，我省每年的沼气潜力为１００亿立方米，其中，每年可产生各种农作物秸秆达２０００多万吨，６０％可用作沼气发酵原料，能生产沼气２５２亿立方米；产生各种粪便１８多亿吨，可生产沼气７５亿立方米。按我省７００万农户计，户均拥有沼气资源１４３０立方米。     

利用有机废弃物的发酵产氢

利用有机废弃物进行发酵产氢，在实现有机废弃物减量处理、资源化、降低污染的同时，可以氢能的形式再生能源。针对有机废弃物发酵产氢，总结了目前国内外在该领域的研究成果，论述了发酵产氢微生物的种类，详细介绍了有机废弃物的产氢过程，机制、主要影响因素，着重分析了利用有机废弃物进行发酵产氢时存在的问题及其解决方法。     

热水解对农业废弃物-厨余共发酵产气的影响

水热解预处理农业废弃物可有效改善其在厌氧发酵时易出现的纤维素类物质难以降解和产气效率低等问题,文章在研究了预处理温度对农业废弃物单独厌氧发酵产气的基础上,利用中心组合设计试验考察原料预处理温度、初始有机负荷(OLR)和原料质量比(厨余∶农业废弃物)3个因素在中温(35℃)条件下对农业废弃物和厨余垃圾共发酵时负荷产甲烷率的影响,并运用响应面法对其工艺参数进行优化。结果表明,单因素试验中预处理温度达到180℃时产气效率是未处理组的2.77倍;根据多因素试验结果建立的数学模型具有高度显著性(P0.001),通过响应曲面最优化分析得到农业废弃物与厨余共发酵的最优条件为:预处理温度为170℃,初始有机负荷为0.02 g VS/m L,厨余垃圾与废弃物的质量比为2∶1,负荷产甲烷率的预测值最大为521.05 m L/g VS,验证试验平均值为511.35 m L/g VS,二者相对偏差为1.86%,可用于实际应用中。各因素对负荷产甲烷率的影响程度依次为初始有机负荷餐厨秸秆质量比预处理温度。通过红外光谱检测和扫描电镜对预处理前后的废弃物粉末进行定性分析,结果表明,热水解预处理农业废弃物,对纤维素、半纤维素、木质素及其含有的官能团均有一定程度的破坏,是预处理后的废弃物作为共发酵底物产气效率更高的原因。     

规模化养牛场牛粪污综合利用研究

利用牛粪生产沼气,并将副产物有效利用是处理牛粪污的有效途径,为提高牛粪厌氧发酵的产气效率和副产物的利用率,整体工艺采用牛粪发酵前固液分离,固体进行好氧发酵回填牛卧床,分离液进行厌氧-好氧发酵,厌氧发酵产生沼气为系统增温,最后液体通过人工湿地处理达标排放。结果表明:对牛粪进行发酵前固液分离,降低了物料的粘度,利于微生物的传质,可以取得较好的产气效果,沼气通过沼气燃烧炉转化为热能为系统增温降低了其他能源的供给,同时湿地的利用也有效地改善了养牛场周边环境,为牛粪污生产沼气工程提供新思路。     

好氧预处理农业草类废物的BMP分析和动力学研究

农业草类废物即是一种废弃物，也是一种资源。由于其富含有机质，可通过厌氧生物降解产生沼气。本文研究了农业草类废物的好氧预处理对其固含量成分，生物沼气产生潜力，甲烷浓度，产气速率的影响进行了研究；     

玉米秸秆厌氧消化性能评价

为提高农作物秸秆产沼气的效率,突破季节性限制问题。探讨了新鲜、青贮、干黄3种玉米秸秆,在30℃的恒温条件下,以牛粪液为氮源的厌氧消化产沼气潜力。通过p H、产气量、化学需氧量(COD)、甲烷含量、挥发性有机酸(VFA)、主成分(PCA)分析和修正Gompertz模型等综合评价玉米秸秆的厌氧消化性能。结果表明:新鲜秸秆的产沼气效率比青贮秸秆和干黄秸秆的产沼气效率分别高46.55和68.75 mg/L;新鲜秸秆的最大沼气速率和甲烷生产速率最高分别是537.8和57.05 m L/(g·d),其次是青贮秸秆和干黄秸秆;发酵时间与甲烷含量、产气量、有机酸、累积产气量等因子均呈正相关关系。为合理利用农作物秸秆为原料生产生物天然气具有重要经济意义。     

浅谈沼气发酵在生态农业中的应用

在生态农业系统中，植物将太阳能转化为植物能后，通过食物链在生态农业内各生物间进行能量转换，能量在流动过程中损耗率极大。损失主要表现为生物呼吸消耗热能和废弃有机物（根、茎、叶、粪便、尸体等）中所含能量没有利用或没有充分合理利用。对废弃有机物中含的能量，可以通过沼气发酵来吸收利用。沼气发酵实质上是把微生物在土壤中对有机物的分解过程转移到沼气池中进行，发酵的原料主要为禽畜粪便和作物秸秆两大类，使沼气菌（厌氧菌）分解有机物时散发的可燃气体沼气可为人们生产和生活之用。一、沼气能利用开发沼气能是我国利用生物…