中温厌氧消化垃圾焚烧发电厂渗滤液的试验研究

采用逐渐提高有机负荷的半连续进料方式,研究中温(35℃左右)条件下,猪粪为接种物,厌氧消化焚烧发电厂垃圾渗滤液的消化规律。试验以5%为单位,由5%体积负荷渗滤液起开始填料,逐步提高至35%的体积负荷。试验进行的7个负荷,消化系统pH值稳定在7.2~7.8之间,碱度、氨氮浓度较高,分别在7803~17948 mg/L、673~1630 mg/L之间,为系统提供了良好的酸碱缓冲环境。低负荷时,VFA值较低,生物气中甲烷含量稳定在60%左右;高负荷时,随着渗滤液的加入,VFA值波动较大,甲烷含量也随VFA值的变化起伏波动(25%负荷时,甲烷含量出现峰值,高达75.5%)。消化系统共进料2800 mL渗滤液(即197.3 gCODCr),累计产气量83086 mL,平均每gCODCr产沼气约421.1 mL(平均gCODcr产甲烷约273.7 mL)。进水渗滤液CODCr浓度为70472 mg/L,实验结束时,消化液CODCr浓度降至3373 mg/L,CODCr去除率高达95.2%。     

香蕉茎秆、桉树皮和猪粪不同配比堆肥研究

通过固定猪粪添加量,依次增加桉树皮添加量,减少香蕉茎秆添加量,研究了桉树皮、香蕉茎秆和猪粪不同配比,不同C/N比值等对堆肥温度、pH值、微生物数量以及种子发芽率等堆肥发酵指标的影响,并用腐熟的有机肥进行香蕉幼苗盆栽试验。结果表明,堆肥材料C/N比值为25.24和27.01的处理堆肥温度较高,均达到56℃以上,持续高温时间分别为10和11 d,堆肥中各养分含量相对较高,达到NY 525—2012《有机肥料》标准。盆栽试验也表明,利用堆肥材料C/N比值为25.24和27.01的堆肥配制的有机肥对盆栽香蕉幼苗有一定的促生效果。     

猪粪与秸秆协同发酵产热及溶解性有机质的转化特征

采用量热计法和三维荧光光谱,分别对猪粪发酵产热不同阶段温度、热值以及溶解性有机质(DOM)的转化特征进行了研究. 结果表明:在不同C/N(猪糞与芦苇秸秆物料配比)的4组发酵产热试验中,纯猪粪发酵产热温度高于室温时间达到60d,累积热量损失最多达8.862kJ/g,是增温技术最为理想的配比;随着发酵产热的进行,纯猪粪发酵产热样品中类蛋白化合物荧光比值(P_1,n+P_2,n,0.625~0.546)逐渐减少,类富里酸物质荧光比值(P_3,n,0.140~0.173)与类胡敏酸物质荧光比值(P_5,n,0.051~0.097)逐渐增多,腐殖化程度逐渐加强,但是与其他各组相比其腐殖酸类物质增加最少,腐殖化程度最低;不同C/N物料产热过程中,尽管不同区域的荧光强度与热值的相关性不同,但不同C/N物料释放的热量均来源于微生物对简单有机化合物的分解.      

九龙江流域规模化养猪场砷污染状况调查

对九龙江流域规模化养猪场猪饲料、沼气出液和猪粪中砷的含量进行了测定。猪饲料中砷的含量范围为0.50～7.72mg·kg-1,平均值为3.49mg·kg-1;沼气出液中砷的含量范围为0.47～56.13μg·L-1,平均值为13.45μg·L-1;猪粪中砷的含量范围为0.32～114.46mg·kg-1,平均值为13.45mg·kg-1。同一养猪场,小猪猪粪中的砷含量一般高于大猪和母猪猪粪;沼气出液和猪粪中的砷含量具有一定的相关性。由估算知,养猪场向九龙江流域年排放的砷总量约为821kg。9家养猪场中有2家猪粪和1家沼气出液中砷的含量相对较高,生态风险等级较高,已超过国家相应标准。总之,应该加强养猪业的管理,以防止养猪场对九龙江流域造成砷污染。     

混合堆肥过程中自由空域(FAS)的层次效应及动态变化

城市污泥、猪粪混合堆肥试验表明:升温期和高温期FAS分别为42.3%、26.2%,在这2个堆肥期内堆体上部的FAS明显高于下部,堆体内的空气能满足微生物的需求;降温期FAS为52.4%,堆体上部的FAS高于中部,中部高于下部,FAS呈明显的层次效应;腐熟期FAS为54.7%,FAS的层次效应减弱,堆体上部和中部的通气性明显好于下部.不同堆肥期剖面上下部FAS的差异由大到小分别为:降温期>高温期>后熟期>升温期;堆体内FAS由高到低为:上部>中部>下部.FAS随时间的变化满足二级反应动力学方程.     

城市污泥-猪粪混合堆肥过程中湿度的层次效应及其动态变化

由城市污泥、猪粪混合堆肥试验表明:升温期堆体各剖面的湿度在50.82%～60.87%之间,高温期在38.7%～52.17%之间;升温期和高温期堆体中湿度的层次效应不明显,堆肥仓门、仓内壁以及堆体深度对湿度层次效应的影响较小;降温期堆体各剖面的湿度在24.54%～49.39%之间,湿度层次效应非常明显,仓门、仓内壁和堆体深度对湿度层次效应产生明显影响;后熟期堆体各剖面的湿度在19.18%～49.34%之间,湿度层次效应相对减弱,仓门和仓内壁是导致湿度层次效应减弱的重要原因.不同堆肥期堆体剖面的湿度差异由大到小为:后熟期>降温期>高温期＝升温期,堆体的湿度由大到小为:下部>中部>上部.堆肥过程中湿度随时间的变化满足二级动力学方程.     

猪粪生物质炭低温SCR催化剂制备及其性能研究

利用猪粪生物质炭制备了SM700、SM700A和Mn/SM700A三种催化剂,考察了猪粪生物质炭催化剂的低温SCR脱硝性能,分析了硝酸处理和负载Mn对催化剂性能的影响,采用多种方法表征了不同催化剂的物理化学特性。结果表明：与SM700相比,SM700A的比表面积和总孔容增加,平均孔径和灰分含量降低;负载Mn后,催化剂的比表面积和总孔容进一步增大。Mn/SM700A的NH₃-SCR活性最高,150℃时的氮氧化物转化率、氮气选择性和氨气消耗率分别为63%,97%和77%。与SM700A催化剂相比,Mn/SM700A催化剂的表面吸附氧的含量明显增多,O_α/O_β显著增加;负载的Mn离子在催化剂表面分散均匀,Mn⁴⁺/Mn³⁺具有较强氧化还原能力,从而促使Mn/SM700A表现出较高的催化活性。     

施用硫酸亚铁和腐熟猪粪改良铬污染土壤研究

通过室内模拟培养试验,研究不同投加比例的硫酸亚铁和腐熟猪粪对铬污染土壤的改良效果研究。结果表明,浸出毒性Cr(Ⅵ)约27.0～30.5 mg/L的铬污染土壤,添加4%的FeSO_4·7H_2O修复后,浸出毒性降至约0.04 mg/L,土壤肥力情况恶化,土壤较贫瘠;修复后土壤添加1.4%的腐熟猪粪培肥,土壤有机质含量较空白对照组提高了71.99%,碱解氮、有效磷与速效钾含量分别是对照的1.33、2.72和16.23倍,土壤综合肥力较肥沃,利于后期农业生产。结果表明,施用硫酸亚铁和腐熟猪粪不仅能有效降低铬污染土壤毒性浸出浓度,达到较好的土壤修复效果,而且显著提高土壤肥力,实现土壤生态改良。     

响应面法优化香蕉秸秆与猪粪混合厌氧发酵工艺研究

将香蕉秸秆与猪粪混合后厌氧发酵,考察粪秸比(猪粪干物质占发酵原料干物质的质量分数)、厌氧污泥接种量(厌氧污泥占发酵料液的质量分数)和发酵温度对总产气量的影响。在此基础上,通过响应面法对厌氧发酵工艺进行优化,并建立总产气量与粪秸比、厌氧污泥接种量、发酵温度的二次回归模型。研究结果表明,建立的二次多项式数学模型具有高度显著性,模型拟合度、精确度高,数据合理。最佳工艺条件为:粪秸比为35.34%,厌氧污泥接种量为61.40%,发酵温度为40.27℃。在此条件下,总产气量的预测值为15 779.2mL,试验值为15 620.5mL,二者相对偏差为1.01%。可见,所得模型能够较好地优化发酵条件并预测总产气量,可为提高香蕉秸秆与猪粪混合厌氧发酵产气量及提高发酵效率提供一定参考。     

兽用抗生素磺胺二甲嘧啶对麦田NH3挥发的影响

为了研究磺胺类兽药抗生素对麦田NH₃挥发的影响,采用了田间原位观测试验,对比分析了不同浓度磺胺二甲嘧啶（SMZ）在不同氮肥类型条件下对麦田NH₃挥发的影响.试验共设9个处理,分别为：无氮肥无抗生素（CK）;复合肥为基肥,分别加施0,5,15,30mg/kg土的磺胺二甲嘧啶处理（CF、CF+SMZ5、CF+SMZ15、CF+SMZ30）;猪粪为基肥,分别加施0,5,15,30mg/kg土的磺胺二甲嘧啶处理（CM、CM+SMZ5、CM+SMZ15、CM+SMZ30）.所有施肥处理追肥均为尿素.结果表明：基肥阶段各处理之间的NH₃挥发速率无显著差异（P > 0.05）,追肥阶段各处理之间有极显著差异（P<0.01）,中高浓度SMZ表现为明显的促进作用（P<0.05）.整个观测期,CF、CF+SMZ5、CF+SMZ15、CF+SMZ30和CM、CM+SMZ5、CM+SMZ15、CM+SMZ30处理的NH₃-N损失百分比分别为5.5%、6.6%、13.9%、10.7%、11.0%、12.4%、11.9%、16.9%,其中CF+SMZ15、CF+SMZ30和CM+SMZ30处理显著增加了NH₃-N挥发累积量（P<0.05）,其导致的NH₃-N损失比分别是同种基肥零抗生素添加的2.5、2.0和1.5倍,表明磺胺二甲嘧啶与复合肥的混施对土壤NH₃挥发的促进效应要高于与猪粪的同步混施.兽药抗生素对土壤NH₃挥发的影响不容忽视.因此,需大力加强对兽药抗生素的管控,并进一步探明不同兽药抗生素对土壤NH₃挥发的影响机制,为减缓兽用抗生素的环境污染生态效应作支撑.