接种量对猪粪与稻秸混合厌氧发酵的影响

以新鲜沼液为接种物,研究了接种比(接种物与发酵原料TS比例)分别为1.2%、2.4%和4.8%条件下猪粪和稻秸混合干法厌氧发酵的产气特性,分析了发酵过程中日产气量、累积产气量、甲烷含量、p H、TS、SCOD的变化情况。结果表明:各处理发酵过程中均出现两次产气高峰,沼液接种处理组比对照组提前12 d迎来第二次产气高峰;接种比为1.2%的处理组平均单位TS产气率最大,达到315 m L/g-TS,分别比对照组、接种比为2.4%和4.8%的处理组高6.06%、11.31%和3.62%;各处理发酵体系稳定时甲烷含量均达到80%以上。总体来说,适量的接种物能够提高单位TS产气率,增大产气峰值,并加速产气过程,但对总产气量无显著影响。     

间歇曝气SBR处理养猪沼液的短程脱氮性能

采用间歇曝气序批式活性污泥法(intermittently aerated sequencing batch reactors,IASBR)处理养猪沼液,研究在控温30℃、分步进水条件下的短程脱氮性能.结果表明,进水化学需氧量(COD)与总氮(TN)的比值对脱氮性能影响很大,当进水COD/TN为0.8±0.2时,反应器内亚硝态氮浓度持续积累到高达800 mg·L~(-1),对TN、氨氮(NH~+_4-N)和总有机碳(TOC)的去除率仅分别为18.3%±12.2%、84.2%±10.3%、60.7%±10.7%;进水COD/TN提高到2.4±0.5后,亚硝态氮积累浓度迅速从800 mg·L~(-1)降低至10 mg·L~(-1)以下,TN、氨氮和TOC的去除率分别上升至90%、95%和85%以上.逐步缩短HRT以提高运行负荷,发现氨氮负荷是IASBR稳定脱氮的制约因素,体系耐受的氨氮负荷最大为0.30 kg·(m3·d)-1,当超过耐受负荷后,TN、氨氮和TOC的去除率将显著下降.整个运行阶段反应器内亚硝态氮积累率达74.6%~97.8%,运行稳定期实现TN去除率达90%以上,IASBR系统在低碳氮比下实现了高效稳定的短程硝化反硝化,且不需要额外添加碱度药剂,在处理高氨氮低碳氮比废水上具有优越性.     

不同沼灌年限稻田土壤微生物群落分析

为了探明不同沼灌年限稻田耕层土壤微生物群落多样性变化,明确稻田耕层土壤微生物群落多样性对不同沼灌年限的响应,本文原位系统采集了不同沼灌年限的稻田土壤,并采用高通量测序技术对不同沼灌年限稻田土壤的微生物群落结构进行了分析.结果表明,随着沼灌年限的增加,土壤pH值逐渐下降,有机质、硝态氮、磷酸盐等养分逐渐累积.沼灌不利于水稻产量的形成.高通量测序技术较全面和准确地反映了不同沼灌年限稻田土壤微生物群落结构在门、纲、目、科、属这5个水平上的分布,在沼灌稻田微生物群落多样性的表征方面具有明显的优势.随着沼灌年限的增加,稻田土壤微生物群落的物种丰富度逐渐降低,微生物群落的多样性也逐渐降低.典型对应分析的结果表明,土壤溶解性有机碳(F=2.67,P=0.09)是影响沼灌稻田土壤微生物群落结构的主要环境因子.     

不同氨氮浓度对4株常见藻株生长及酶活性的影响

高氨氮问题是影响微藻处理养猪沼液的难点.本文以筛选获得的衣藻、葡萄藻、紫球藻和栅藻为研究对象,液体培养下模拟现实沼液废水,分别于培养基中设置50、500和2 000 mg·L~(-1)的氨氮浓度,探究不同氨氮浓度对微藻生长及藻细胞酶活性的影响.结果表明,不同氨氮浓度下,衣藻和栅藻的生长受到不同程度的抑制,生物量和生物产率均低于正常培养基;50 mg·L~(-1)氨氮下紫球藻的生物量和生物产率分别为1. 78 g·L~(-1)和0. 16 g·(L·d)~(-1),高于KOCK培养基; 500 mg·L~(-1)氨氮中葡萄藻的生物量和生物产率分别为1. 95 g·L~(-1)和0. 18 g·(L·d)~(-1),高于BG11培养基.各藻种的SOD、POD和CAT均表现为随着氨氮浓度的升高,活性最终呈下降的趋势,丙二醛(MDA)亦然.本研究期望为微藻处理高浓度氨氮沼液提供理论基础.     

沼液的综合利用

沼液是厌氧发酵的残留物，由于其富含营养物质及微量元素，可提高动植物的抗病能力，故已在农业、畜牧业、养殖业等方面得到广泛应用。阐述了沼液的基本性质，并就其作为饲料掺拌剂、肥料、浸种剂、农药等的应用现状做了综述。     

鞘藻对沼液中磷的去除机理分析

利用微藻对沼液进行二级处理是一类绿色经济的废水处理方式,具有可观的应用前景。研究测定了鞘藻在处理沼液过程中藻的生长速度、DO和pH变化,并通过同位素示踪法分析了沼液中磷素的去除速率及其途径。结果表明:鞘藻在沼液中Chl-a浓度达到3.35 mg/L,是初始浓度的3.13倍,TP去除率为91.22%。TP去除机理分析表明:沼液中残留的微生物对TP的去除影响小;沼液处于好氧状态,很难形成气态PH₃进入大气;碱性条件下,且存在Ca2+、Mg2+等阳离子的协同作用,约30%的TP通过磷酸盐沉淀去除,约60%的TP通过鞘藻同化去除。综合来看,TP浓度的降低主要是通过鞘藻的生长吸收和磷酸盐沉淀所致,要进一步提高TP的去除率,应降低DO值并保持适宜的N/P。     

影响人粪沼液氨氮吹脱传质速率的因素分析

以人粪厌氧发酵沼液为研究对象,采用吹脱法对其进行预处理,改善其C/N过低不利于生化处理的问题。研究了氨氮吹脱的4个主要影响因素(初始pH、空气流量、温度和填料)对沼液吹脱效果和总传质系数的影响。结果表明:在pH=10,空气流量为300 L/h,温度为50℃、投加填料的最优工艺条件下,其总传质系数为0.4535 h~(-1)。     

沼液培养的普通小球藻对CO2的去除

利用微藻固定CO2和处理污水已成为微藻应用的一个重要研究方向.利用营养丰富的沼气发酵废液培养小球藻,藻种经驯化后在不同浓度沼液中能良好生长.小球藻在高浓度的CO2中有较好的生长和较强的耐受能力,在1.5%CO2通气下生物量最高.在此基础上考察了沼液中小球藻对CO2的去除情况.结果表明,提高小球藻生长速率和CO2浓度可以增加小球藻对CO2的去除量,降低通气也可提高CO2去除率.在1.5%CO2浓度、通气量60 mL min-1条件下,CO2去除率可达30.61%;在10%CO2浓度、通气量100 mL min-1时最高去除量为279.7 mg L-1 h-1.采用六管串联通气培养小球藻去除粗沼气中的CO2,去除量为(205.80±13.20)mg L-1 h-1,去除率为60.32%±3.73%.在同样的通气量下,CO2的去除量与单管培养相近,去除率是单管培养的近6倍,因此小球藻对沼气中的CO2具有良好的去除效果.图4表2参17     

沼液还田对土壤-作物系统重金属累积的影响:Meta分析

为探讨沼液还田方式、还田时长和重金属带入量等对土壤-作物重金属累积的影响,明确重金属累积影响因素的重要性,对41篇文献和1972对数据进行整合分析.结果表明,单施沼液使土壤As、Cd、Cr、Cu、Zn和作物As、Cr的累积显著提高20.5%、15.2%、25.6%、18.7%、26.3%和14.6%、39.5%,对作物其它重金属累积作用不明显.沼液与化肥混施可显著提高8.05%和4.70%的土壤Cr和Zn的累积且降低作物对As的累积.相关分析表明,土壤As、Cd和Cr的累积速率与沼液还田时长和土壤有机质（SOM）含量呈极显著正相关（P<0.01）,相关系数分别为0.30、0.15、0.13和0.22、0.27、0.22,而与土壤pH值呈极显著负相关（P<0.01）,相关系数分别为0.16、0.13和0.11.沼液还田带入的重金属会促进土壤As、Cd、Cr和作物As、Cd、Cr、Zn的累积,而土壤Cd、Cu和Zn的累积又会促进作物Cd、Cu和Zn的累积,其间相关系数分别为0.45、0.58和0.42.因子重要性分析表明,沼液还田对土壤-作物系统中重金属累积的主要因素是还田时长、SOM和土壤pH值.     

生物膜贴壁培养小球藻净化猪粪沼液废水的效果

微藻处理猪粪沼液废水是一项污水资源化生物技术.本文以小球藻为研究对象,通过贴壁培养方式,对稀释不同倍数的猪粪沼液废水进行净化处理同时提取藻细胞油脂,旨在探究小球藻贴壁培养处理猪粪沼液废水的效果,分析小球藻耐受猪粪沼液废水的氨氮浓度.将猪粪沼液废水分别稀释1倍(原水)、2倍、5倍、10倍制成培养基.测定贴壁培养小球藻对各处理组猪粪沼液废水中COD、氨氮、总氮、总磷的去除效率及对重金属铜、锌、铁的富集效果,同时探究小球藻的油脂合成情况.结果表明,当猪粪沼液废水稀释5倍时,贴壁小球藻对COD、氨氮、总氮、总磷的净化效果最佳,其去除效率分别为:86.8%、94.1%、85.2%、84.3%;油脂含量高达32.7%;对重金属铜、锌、铁的去除效率分别为:72.9%、70.0%、73.0%;培养一个周期结束时生物产率达到4.21 g·(m~2·d)~(-1).该研究将微藻与难处理的猪粪沼液废水深度净化进行了有效的结合,为实现藻类生物燃料工艺生产及降低废水处理成本提供理论基础.