猪粪堆肥中一株溶磷菌的筛选鉴定及溶磷能力初步测定

从猪粪堆肥中分离纯化得到一株具有较强溶磷能力的菌株PSM-1,进行了形态学和分子生物学鉴定,研究了其溶磷能力和遗传稳定性.结果表明:通过菌落形态和ITS基因序列分析鉴定,菌株PSM-1为产黄青霉(Penicillium chrysogenum);在3种不同无机磷源液体培养基中其溶磷量依次为Ca3(PO4)2(138.36 mg·L-1)Fe PO4(117.38 mg·L-1)Al PO4(113.76 mg·L-1),且PSM-1的溶磷量均与培养液p H值呈现出显著负相关性;以葡萄糖为碳源、硝酸铵为氮源时,菌株PSM-1的溶磷量最高可达195.67 mg·L-1,比初始有效磷高141.42%;该菌株对碳源和氮源的利用效率分别依次为:葡糖糖蔗糖麦芽糖淀粉,硝酸铵硝酸钾硫酸铵草酸铵;经过20次传代培养后PSM-1的溶磷量保持在(124.54±3.50)mg·L-1,说明其溶磷遗传稳定性良好.研究表明:PSM-1菌株具有良好的溶解无机磷的能力,在土壤微生态改良方面具有重要的应用潜力.     

竹醋酸在堆肥中的应用

以秸杆、锯末和猪粪为原料,以竹醋酸为添加剂进行静态好氧堆肥试验,分析堆肥过程中温度、pH、有机质、TN等的变化情况,比较不同竹醋酸浓度对堆肥的促进作用。在对腐熟后堆肥的分析表明,适宜的竹醋酸浓度可以促进微生物的活性,缩短达到高温所需的时间;跟空白堆体相比,添加竹醋酸的堆体氮损失率降低10%。     

猪粪在管道抽吸过程中的非牛顿流体流动阻力特性

为解决高浓度猪粪收集转运等过程涉及的基础性技术问题,以不同浓度猪粪为研究对象,探讨了含固率、真空度、管径及自然放置时间等参数对管道抽吸流量和非牛顿流体流动阻力特性的影响.结果表明:猪粪含固率由2％增加到20％,其流变指数由0.952 3降至0.300 4,抽吸流量随猪粪含固率增加而减少;抽吸流量与管径呈幂指增长关系,当...     

长期连续施用猪粪的旱地红壤肥力健康与花生产量研究

依托中国科学院鹰潭红壤生态实验站内一个连续施肥23 a的旱地红壤-花生作物体系长期定位试验点,重点研究长期施用猪粪对土壤酸度、有机质含量和主要养分等土壤肥力指标与健康的影响。采用由隶属度值制成的雷达图探讨旱地红壤肥力的制约因素,并采用土壤健康指数面积法定量评估土壤肥力健康指数水平,最后以连续施肥23 a后的花生产量验证土壤肥力健康指数的适用性。结果表明,连续23 a的施肥提升了花生地土壤肥力健康水平;与施用化肥相比,施用猪粪大幅降低了土壤可交换性酸度,同时提高了土壤pH值、有机质和氮磷养分含量,从而将整体土壤健康指数从0.70提高到1.20,施用猪粪处理组的花生植株总生物量与花生果粒产量分别是施用化肥组的2.84和2.28倍。因此,长期施用猪粪可有效改善旱地红壤酸度强、养分少等肥力限制条件,提高土壤肥力健康水平及作物产量。     

磁化改性猪粪水热炭对水中Cr（Ⅵ）的吸附

该文以猪粪为原料,采用水热炭化法制备猪粪水热炭（HC）并用氯化铁溶液进行磁化改性得到磁性水热炭（MHC）。通过傅里叶红外光谱分析、扫描电镜、比表面积和孔径分析、Zeta电位分析等方法对改性前后生物炭的结构和性质进行了表征,并研究了吸附剂投加量、初始p H、吸附时间、共存离子对HC和MHC吸附水中Cr(Ⅵ)的影响。结果表明,MHC的比表面积、孔体积和含氧官能团含量都显著增加,吸附位点增多。当投加量为4 g/L,溶液初始p H为2时,MHC对50 mg/L Cr(Ⅵ)的最大吸附量分别为12.32 mg/g,去除率为98.76%,MHC对Cr(Ⅵ)的吸附能力明显提高。Langmuir和Freundlich等温吸附方程均可较好描述MHC对Cr(Ⅵ)的吸附特性,且Langmuir吸附模型更好,吸附过程更符合准二级吸附动力学方程。共存离子在浓度不高时对吸附过程影响有限。     

温度对畜禽粪便水热炭产率及特性的影响

以猪粪、牛粪和鸡粪3种畜禽粪便为原料制备水热炭,研究了温度对畜禽粪便水热炭产率及其特性的影响,着重分析了不同温度(140～220℃)下水热炭的产率、元素组成、碳保留量、官能团及重金属含量的变化。结果表明:畜禽粪便水热炭产率为48.8%～74.2%,且随着温度的升高其产率逐渐降低;此外,49.6%～82.1%的碳被保留在水热炭中,低温利于碳的保留。水热炭的H/C随着温度的升高而逐渐降低,但—OH峰逐渐减弱。畜禽粪便经过水热炭化后,其重金属含量均有不同程度的增加,其中Cu、Zn和Cd的含量超标。重金属元素的相对富集系数1,由此可见,重金属除了部分保留在水热炭中外,还有部分重金属进入到热解液态产物中。     

Fe2(SO4)3对稻秆和猪粪混合厌氧发酵产气的影响

为了探究不同剂量Fe_2(SO_4)_3对混合厌氧发酵产气的影响,以猪粪和稻秆为发酵原料,添加初始剂量分别为0.5%、1%、3%、6%、9%(基于发酵原料总固体质量)的Fe_2(SO_4)_3,采用中温((35±1)℃)厌氧发酵,发酵周期为30 d。结果表明,添加3%Fe_2(SO_4)_3处理总产气量和产甲烷量最高,相比对照分别提高了32.01%和51.48%;而Fe_2(SO_4)_3添加量过高会抑制产气,6%、9%添加量处理的总产气量相比对照分别降低了10.50%、11.73%。其中,9%的Fe_2(SO_4)_3添加组出现了挥发性脂肪酸(VFA)累积和发酵液p H值偏低的现象。对产气组分分析发现,不同添加量的Fe_2(SO_4)_3对N_2等主要气体含量影响无明显差异,但硫酸根的引入提高了各试验组沼气中的H_2S含量。通过对沼渣的XRD分析发现,铁源的添加促进了纤维素的分解,并刺激了体系中的硫与多种重金属元素生成矿物沉淀。     

猪粪沼液的磁混凝预处理工艺优化及评估

以高悬浮物、高氮磷与高有机物的猪粪沼液为研究对象,采用磁混凝进行预处理,以浊度去除率为主要考察指标,结合单因素实验和正交实验,优化磁混凝工艺参数,并简要分析磁混凝机制及评估其作为沼液资源化利用的预处理工艺的效能。研究结果表明,优化的磁混凝条件是PAC、PAM、磁种的投加量分别为5 g·L~(-1)、120 mg·L~(-1)、3 g·L~(-1),转速为250 r·min-1。经磁混凝处理后,猪粪沼液的浊度、SS、COD、TP与PO34--P浓度降为2 235 NTU、 3.84 g·L~(-1)、10 302 mg·L~(-1)、133 mg·L~(-1)和62.58 mg·L~(-1),去除率分别为92.90%、84.42%、70.63%、91.90%和50.3%。同时,磁混凝对氨氮与K的去除率较低,分别为6.49%和16.12%,浓度分别为4 072.5 mg·L~(-1)和4 176 mg·L~(-1),利于后续的沼液资源化利用。磁种加载后在混凝过程中被絮体包裹,形成密实的磁絮体,显著提高了沉降性能,沉降时间由传统混凝的25 min降为5 min,同时污泥量显著减少。综上,磁混凝可高效削减沼液的悬浮物,且保留氮与钾等营养物质,促进沼液资源化利用。     

基于猪粪流变特性的厌氧消化反应器内的数值模拟

采用流变仪对不同含固率猪粪的流变性质进行测量,分析其流变特性,将流变数据与非牛顿流体模型进行拟合,得到用于描述猪粪流变特性的最佳流变方程。结果表明:猪粪是一种非牛顿流体,黏度随剪切速率的增加而减小并趋于稳定。基于其流变特性,运用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)模拟技术,对猪粪厌氧消化反应器内的流场进行研究。模拟结果显示:反应器内速度最大值出现在桨叶末端,猪粪流体在其反应器内的宏观循环运动状态为沿着搅拌轴径向的绕流运动;壁面及顶部和底部区域速度几乎为零,形成死区,容积比率为29.85%。     

猪粪堆肥中铜锌与腐殖质组分的结合竞争

为研究猪粪堆肥中铜锌与腐殖质组分的结合竞争,以猪粪和秸秆为堆腐原料,进行了为期36 d的好氧堆肥实验,研究猪粪堆肥过程中腐殖质组分(胡敏酸和富里酸)、胡敏酸结合态铜锌、富里酸结合态铜锌含量的变化。结果表明,堆肥结束后,腐殖化程度提高,胡敏酸碳含量增加394.4%,富里酸碳含量降低64.9%,腐殖化指数从0.24增加到3.33;随着堆肥的进行,胡敏酸结合态铜锌含量分别增加394.3%和56%,而富里酸结合态铜锌含量分别下降17.5%和28.4%;相关分析表明,胡敏酸结合态铜、富里酸结合态锌与胡敏酸、富里酸碳含量及腐殖化指数均成显著相关(P<0.01);堆肥过程中,胡敏酸结合态铜与富里酸结合态铜之比大于1,而胡敏酸结合态锌与富里酸结合态锌小于1,另外,胡敏酸中的Cu/Zn大于1,而富里酸中的Cu/Zn小于1,表明在腐殖质中铜主要与胡敏酸结合,而锌主要与富里酸结合。研究揭示了猪粪堆肥中重金属铜锌与不同腐殖质组分的结合竞争关系,为畜禽粪便堆肥土地利用的风险评估和风险控制提供科学依据。