猪粪稻秸超高温预处理促进后续堆肥腐殖化条件优化

以猪粪稻秸为原料,设计超高温预处理温度（75,85,95℃）、时间（2,4,8h）和通风量（0.3,0.6,0.9L/kgTS·h）的三因素三水平正交试验,研究不同超高温预处理条件对猪粪稻秸理化特性及后续模拟堆肥腐殖质生成的影响,结果表明,温度、时间和通气量对猪粪稻秸后续高温堆肥腐殖化系数影响各不相同,各因素对后续好氧发酵累腐殖化系数的影响大小顺序为大小顺序为预处理时间 > 温度 > 通气量;最佳超高温预处理条件为：预处理温度为95℃,停留时间为4h,通气量为0.6L/（kgTS·h）,与CK相比,最佳预处理参数下猪粪稻秸后续高温发酵60d腐殖化系数提高119%,腐殖质、胡敏酸含量分别增加105%、116%,而富里酸含量降低17.2%,结合预处理前后物料理化特性变化规律分析,表明超高温预处理促进了大分子有机物降解为可溶性有机碳,促进了木质纤维素组分降解溶出,促使其更多转化为多酚,同时增加了腐殖质前体还原糖、氨基酸的含量,从而有利于腐殖质的生成.     

互花米草厌氧发酵产沼气研究进展

互花米草是国家环保总局首批公布的十大外来生物入侵物种之一,也是唯一的海岸盐沼植物。由于生长速度快、繁殖能力强、生物量大以及不占用耕地等特点,是发展生物质能源的优良物种。通过厌氧发酵将其转化为沼气,不但可以控制互花米草过度生长繁殖,解决其资源化问题,每年还可获得数量不菲的沼气,符合可持续发展的要求。将近年来互花米草厌氧发酵产沼气方面的研究进行了归纳和总结,主要包括互花米草特性、厌氧发酵产沼气的优劣势、可行性及相关研究进展以及今后的研究重点和展望,厌氧发酵产沼气研究进展包括直接发酵、过程控制、预处理、混合发酵和深度气化利用。互花米草中钠抑制的消除、机械收割、厌氧发酵工艺、相关工程技术设备以及能源化利用长效运行管理机制等将是今后互花米草能源化利用研究的重点     

稻秸沼渣矿化特征及对青菜生长和品质的影响

以稻秸沼渣和商品有机肥为原料,采用室内培养和盆栽实验方法,研究了稻秸沼渣中碳、氮等养分释放特性以及对蔬菜产量和品质的影响.结果表明,稻秸沼渣施入土壤后可明显提高土壤有机碳矿化速率和微生物生物量碳,秸秆发酵半年的沼渣的矿化特性优于发酵一年的秸秆沼渣.秸秆沼渣有机氮的矿化特性主要表现为氮的固定,秸秆厌氧发酵越充分,沼渣矿化时有机氮越不容易被固定.相比商品有机肥,添加稻秸沼渣青菜的产量略低,但显著提高了青菜中维生素C和水溶性糖含量,降低了硝酸盐含量,提高了青菜品质.因此,秸秆沼渣农肥化对提高蔬菜产量和品质有很好的效果.     

外源葡萄糖对麦秸厌氧发酵产沼气的影响

为进一步阐释混合厌氧发酵的内在机制,在中温(35±1)℃条件下,以麦秸为原料,以葡萄糖为外源易分解有机碳,采用批式发酵方式,进行了葡萄糖不同添加量和不同添加方式对秸秆厌氧发酵产沼气影响试验。结果表明,在试验初始添加葡萄糖可提高日产气量,但葡萄糖添加量太少对提高秸秆总固体(TS)产气量无促进作用,当葡萄糖添加量为秸秆TS质量的6%时获得最大秸秆TS产气量,为303.13 m L·g-1,继续增加葡萄糖添加量,秸秆TS产气量反而降低;在秸秆厌氧发酵日产气量下降阶段一次性或者分次添加葡萄糖对促进秸秆厌氧发酵产沼气均无效果,仅在试验初始一次性添加秸秆TS质量6%的葡萄糖时对秸秆厌氧发酵产沼气有促进作用,秸秆TS产气量较对照提高9.24%;添加葡萄糖对秸秆厌氧发酵过程产气中甲烷含量无明显影响,但提高累积产气中甲烷平均含量,且在日产气量下降后添加葡萄糖的效果更好,但这种促进效果与对照间差异并不显著。综合以上结果,在试验初始一次性添加秸秆TS质量6%的葡萄糖可以获得最佳的产气效果。     

有机负荷对秸秆床反应器厌氧生物产沼气的影响

在实验室条件下,以打捆麦秸为固定相,以猪场废水为流动相,采用半连续进料方式,考察了不同猪场废水容积负荷对秸秆床反应器产沼气的影响.结果表明:发酵前25d,较高的猪场废水有机负荷对反应器产气有一定抑制,之后日产气量和容积产气量迅速增加,并明显高于低猪场废水有机负荷的处理,当猪场废水容积负荷为7.2kgCOD/(m3×d)时,厌氧反应器最大容积产气量达2.29m3/(m3×d),产气稳定后维持在1.52~1.76m3/(m3×d),较猪场废水容积负荷为2.4,1.44kgCOD/(m3×d)的处理分别提高了50%和130%以上,对产气中甲烷含量无明显影响;较高的猪场废水容积负荷不利于麦秸厌氧发酵产沼气,发酵后麦秸干物质损失率、纤维素和半纤维素分解率均与猪场废水容积负荷成反比,红外的结果与之一致.对发酵后麦秸水浸提液的DGGE检测表明,维持反应器高有机负荷、低发酵液HRT,促进了厌氧微生物在麦秸表面定植,微生物种群数量和丰富度均明显高于低有机负荷、高发酵液HRT的处理,反应器耐高有机负荷冲击的能力增强.采用秸秆床反应器处理农村常见的秸秆和畜禽养殖污水产沼气是可行的,且较高的废水有机负荷有利于提高反应器容积产气率.     

碱处理对互花米草理化特性的影响研究

研究了5%的NaOH溶液固态处理互花米草后,互花米草的物质结构、物质组成以及水浸提液理化特性的变化.结果表明,经5%的NaOH溶液处理48h后,互花米草的木质纤维结构受到破坏,木质素大分子被碎片化,一些含氮的有机物和碳水化合物受到破坏,导致互花米草水浸提液的COD、TN和有机氮含量大幅增加,分别增加了333.90%、45.26%和25.83倍.对纤维素含量和纤维素结晶度的影响不大,但纤维素的结晶区可能发生了一定的重结晶.半纤维素受到较大程度的破坏,半纤维素含量大幅降低了27.65%,产生了一些羧基类物质.碱处理后,木质素的包裹作用被去除,互花米草的生物降解性能提高.     

混合水解对打捆麦秸水解产酸的影响

为研究混合水解对麦秸水解产酸的影响,以猪粪、厨余和蔬菜废物为原料,研究其分别与麦秸混合水解产酸的特性,分析了水解过程中pH值、COD、SCOD和VFAs的变化。结果表明,除麦秸＋蔬菜废物最佳出料时间为3～9d外,麦秸、麦秸＋厨余垃圾、麦秸＋猪粪水解液最佳出料时间均为3～7d,7d后水解液COD浓度下降;将蔬菜废物与麦秸混合水解,水解液pH值降低幅度最大,水解液中总有机酸浓度最高,pH值最低为5．31,有机酸浓度最高达6．46g／L,且水解液中SCOD浓度、SCOD／COD比值最大;添加猪粪明显促进了麦秸有机物的水解溶出,麦秸单位干物质水解率和产酸率较对照分别提高了43％～134％和50．53％,但对提高水解液SCOD浓度、SCOD／COD比、TVFA浓度、降低水解液pH值的效果不如蔬菜废物;添加厨余垃圾的效果介于猪粪和蔬菜废物之间。从促进麦秸水解产酸的角度,以添加猪粪的效果最好。     

集约化养殖场羊与兔粪尿产生量的监测

以集约化养羊场、养兔场为研究对象,监测了不同季节羊与兔的粪尿排泄量、粪尿养分含量、饲料养分摄入量等.结果表明,兔日平均粪便排泄量0.37 kg·只-1,年粪便排泄总量135.05 kg·只-1,粪便中氮、磷、钾和有机质平均质量含量分别为25.55、5.07、6.59和660.4 g·kg-1;羊日平均粪便排泄量1.09 kg·只-1,年排泄总量397.85 kg·只-1,粪便中氮、磷、钾以及有机质平均质量含量分别为19.89、4.90、11.79和649.1 g·kg-1.同一季节,同种动物磷的排泄量与摄入量比值高于氮、钾,同种动物养分排泄量与摄入量比值在不同季节也有差异.     

秸秆产生利用现状调查与禁烧面临难点分析——以江苏省某乡镇为例

以江苏省某乡镇为对象,开展了农作物秸秆产生量、秸秆利用状况、农民处理秸秆方式的调查研究。结果表明,秸秆收集利用量占秸秆产生总量的比例不足25％,50％以上农户产生的秸秆得不到有效利用;农业从业者综合素质相对较低、技术普及不到位、作物收种时间重叠、效益驱动不足、秸秆利用机制不健全是秸秆禁烧和利用面临的主要问题。针对主要问题,从科技支撑、有效组织、政策引导、农机农艺、宣传培训等方面提出了合理的建议。     

不同氮源对麦秆厌氧消化过程的影响

在中温[(35±1)℃]条件下,采用批式发酵方式,研究了不同氮源对麦秆厌氧消化过程的影响.结果表明,不添加氮源时,麦秆挥发性固体(VS)产气量为323.97mL/g,甲烷含量为64.38%;厌氧发酵后发酵液中各形态氮含量均大幅增加,发酵液中的氮以铵态氮和有机氮为主;发酵后的麦秆中木质素含量增加,纤维素结晶区受到一定程度的破坏.添加氮源提高了微生物的活性,产气速率大幅提高,VS产气量提高了35.37%~50.20%,但对甲烷含量的影响不大.除硝酸钾外,添加氮源的各处理发酵液中均以铵态氮为主,占总氮的70%以上,添加硝酸钾的处理最低,仅为54.60%,均远高于对照的38.49%.添加氮源及不同氮源对发酵液中硝态氮含量的影响不大;添加氮源促进了微生物对麦秆中纤维素和半纤维的破坏,但对纤维素结晶区的影响不大.在各种氮源中,以添加尿素的效果最好.