低浓度溶解氧下猪粪固体有机物水解产酸研究

本文以猪粪为发酵原料,通过批式实验研究不同溶解氧(DO)浓度(0—0.26 mg.L-1)、发酵时间(3—12 d)和挥发性固体(VS)浓度(11.14—111.35 g.L-1)对猪粪固体水解酸化过程的影响,确定了低DO浓度下固体有机物优化水解产酸工艺条件:中温35℃,初始VS浓度37.11 g.L-1,初期的DO浓度0.1—0.26 mg.L-1.在此条件下,发酵时间3 d,DO浓度下降到0.10 mg.L-1以下.猪粪发酵液pH值由7.45±0.10降低到5.86±0.17,VS降解率(25.67±1.20)%,挥发性脂肪酸(VFA)中乙酸(3895±91)mg.L-1、丙酸(2313±82)mg.L-1、正丁酸(1361±17)mg.L-1、正戊酸(540±11)mg.L-1.优化条件下的猪粪水解酸化液进行厌氧产甲烷发酵,发酵10 d内产气停止,低溶解氧水解酸化和厌氧产甲烷发酵累计时间仅为13 d,甲烷体积分数(69.5±0.2)%,VS产气率为(0.282±0.011)L CH.4g-1VS.研究结果表明,适当延长发酵时间能够增加VFA中乙酸的含量,初始VS浓度差异对发酵液VFA浓度和VS降解率的影响较显著,低溶解氧能够促进猪粪固体有机物水解过程.     

堆肥处理过程中猪粪有机物的动态变化特征

为了解猪粪堆肥过程中各种有机物的变化特征,并为判断猪粪堆肥腐熟度提供参考指标,进行42d的高温好氧堆肥.结果表明,堆体中的有机质含量呈下降趋势;水溶性有机碳(DOC)含量在第10d达到最大值,之后呈下降趋势;易分解有机质含量呈下降趋势,但在高温开始阶段呈上升趋势;腐殖质含量呈上升趋势.说明堆肥过程中有机物不断向腐殖化方向转化.在研究H/F变化时发现,它与判断堆肥腐熟度常用的化学指标(有机质、DOC)呈一定的相关性,而且与易分解有机质和腐殖质也有较好的相关性.     

污泥与猪粪作为培养基微生物去除垃圾焚烧飞灰中的重金属

以污泥或猪粪代替常规的无机盐(SM)作为A.ferrooxidans和A.thiooxidans复合菌株的培养基,利用微生物淋滤法去除垃圾焚烧飞灰中的重金属.结果表明,重金属去除率大小顺序为:污泥+菌液>SM+菌液>猪粪+菌液.污泥+菌液的处理中,经过15d的微生物淋滤,Cd、Zn、Cu去除率最高分别达到88.1%、78.7%、69.6%,而猪粪+菌液的处理,3种金属的去除率分别为82.4%、73.5%、60.0%.试验也表明,相同浓度的猪粪DOM对硫杆菌复合菌株的抑制作用远大于污泥DOM.当污泥DOM和猪粪DOM中水溶性有机碳浓度分别高于400mg/L和150mg/L时,就表现出对硫杆菌的不可修复的抑制作用.猪粪DOM中小分子量组分较多是造成这一现象的主要原因.     

生物沥浸法去除畜禽粪便中重金属的影响因素研究

研究了粪液固体浓度和硫细菌混合菌液接种量对猪粪中重金属生物沥浸的影响。结果表明,猪粪固体浓度越低,重金属沥浸周期越短,沥浸效果越好。从沥浸效果和经济效益2方面综合考虑,固体质量浓度采用70~100 g.L-1较为合适。接种量也是影响生物沥浸的重要因素,试验结果表明,接种量越大,生物沥浸速度越快,但接种量小的粪样只需适当延长沥浸时间即可达到较高的重金属去除效果,2%接种量的猪粪沥浸14 d时,Cu、Zn和Cd沥出率可分别达到76.9%、75.2%和47.8%。从经济角度考虑,接种量采用2%即可满足生物沥浸的需要。     

配施猪粪对麦季CH4和N2O排放及温室效应的影响

采用遮光密闭箱和气相色谱法研究配施猪粪条件下麦季CH4和N2O的排放特征,并运用全球增温潜势(PGW)对麦田CH4和N2O排放的温室效应进行估算。结果表明,常规施肥、秸秆还田、50%猪粪和100%猪粪替代化肥处理CH4平均排放通量分别为6.10、10.26、5.32和2.35μg.m-2.h-1,N2O平均排放通量分别为24.25、38.24、12.21和16.06μg.m-2.h-1。CH4排放通量在拔节后随温度升高而增加,N2O排放主要发生在苗期灌溉或降水后。与常规施肥相比,100%猪粪和50%猪粪替代化肥处理麦季CH4和N2O排放产生的总PGW分别降低34.3%和48.9%,单位产量的PGW分别降低26.0%和48.9%,秸秆还田措施的PGW及单位产量的PGW分别提高57.9%和52.0%。然而,与常规施肥与秸秆还田处理相比,100%猪粪处理的小麦产量显著降低(P<0.05)。试验结果表明,在作物高产、稳产要求下,50%猪粪替代化肥措施的减排效果较好。     

添加生物炭对猪粪好氧堆肥过程氮素转化与氨挥发的影响

为了减少好氧堆肥过程中氮素的损失,研究添加生物炭对猪粪好氧堆肥过程中氮素转化和损失的影响.设置不加生物炭对照(S1)以及猪粪秸秆中添加5％(S2)、10％(S3)、15％(S4)生物炭4个处理,监测堆肥过程中堆肥温度、氮素形态及氨挥发速率等的变化.结果表明,与对照相比,添加生物炭能够提高堆肥温度,提前2—3 d进入高温...     

兽药金霉素在畜禽粪便上的吸附特征研究

通过振荡平衡吸附试验,研究了兽药金霉素在鸡粪和猪粪上的吸持特征并对其吸附机制和影响因素进行探讨.结果表明,金霉素能被畜禽粪便强烈吸附,吸附过程属于快速吸附,吸附等温线呈非线性,能用Freundlich模型很好地描述;雨水很难解吸被粪便吸附的金霉素,存在解吸迟滞现象,用甲醇、3 mol/L NaCl和3 mol/L MgCl2 3种溶液仅分别解吸出了18.3%～20.4%、18.7%～19.4%和55.7%～57.6%被粪便吸附的金霉素.金霉素在畜禽粪便上的吸附受pH和离子强度影响,随pH值和离子强度增大吸附量减少,二价钙离子体系比一价钠离子体系对吸附的影响大.表明有机质吸附和阳离子交换可能是金霉素在畜禽粪便上主要的吸附机制.     

镁盐添加对猪粪堆肥过程中氮、磷养分保留的影响

考察了添加氯化镁对猪粪高温堆肥过程中氮、磷养分保留的影响.结果表明,高温堆肥结束后,同对照堆体相比(氨气形态的氮素损失量为56.60g),添加镁盐的堆体(氨气形态的氮素损失量为24.25 g)减少了58%的氯气排放量;并且添加镁盐的堆体比对照堆体的总氮(TN)含量高出18%.分级磷的研究结果显示,尽管添加镁盐的堆体与对照堆体的总磷(TP)浓度接近,其中镁盐堆体TP为14.2 g/kg,对照堆体TP为12.0 g/kg,但添加镁盐有助于保留猪粪堆肥中的磷素,其中对照堆体中易溶解态磷占总磷的比例从30%提高到65%,而添加镁盐的堆体易溶解态磷的比例变化不大,保持在30%.添加镁盐的堆体中生成了含有磷酸镁的混合晶体,这可能是易溶解态磷比例减少的主要原因.     

改进型升流式固体反应器处理猪粪污新工艺研究

对传统升流式固体反应器（USR）进行改进,反应器内设置专用搅拌器,搅拌器间歇开启,在保留USR各项优势的前提下,使料液与厌氧微生物接触更充分,反应温度更均匀,提高产气率,同时还解决了传统USR的“结壳”问题,提高了反应器的传质效率、甲烷产气率和COD去除效果。进料含固量在12.1%时,水利停留时间为17 d,反应器最高容积负荷达到4.9 kg COD/(m³·d),产气速率为2.55 m³/(m³·d),产气率达到0.359 m³/kg干猪粪。     

氨氮弱吸附滤料筛选与基于氮素资源化的沼液悬浮物过滤预处理研究

在去除沼液悬浮物(SS)的同时,最大程度地保留其氮素养分是提高沼液资源化利用价值的关键。通过静态吸附-解吸试验筛选出弱吸附氨氮的过滤介质,然后利用滤料填充柱动态过滤试验分析筛选滤料填充柱对沼液SS和氨氮浓度的影响。结果表明,在海砂(SSD)、沸石(ZLT)、石英砂(QSD)和氧化铝废渣(GRM)4种供试滤料中,QSD对溶液氨氮的吸附能力最低,脱附率接近SSD,且远小于ZLT和GRM。按2.4 L·h~(-1)流量进水,沼液经QSD滤料填充柱动态过滤处理后,SS去除率最高可达86.1%,0.5～1 mm粒径QSD填充柱对SS去除率普遍高于3～5 mm粒径QSD填充柱,两种粒径QSD填充柱对沼液氨氮的去除效果无明显区别;运行24 h时滤料填充柱自进水端开始出现堵塞现象,32 h后3～5 mm粒径QSD填充柱堵塞严重;若要达到沼液SS相同去除效果,0.5～1 mm粒径QSD填充柱较3～5 mm粒径QSD填充柱具有运行时间更持久和滤料层填充高度更小的优势;0.5～1 mm粒径QSD填充柱对SS去除率超过80%,且未显著吸附截留沼液氨氮,适合作为沼液SS过滤预处理单元且有利于后续氮回收。