燃煤烟气脱硫石膏农用的环境安全风险

中国从20世纪90年代后期开始利用燃煤烟气脱硫石膏改良碱化土壤。燃煤烟气脱硫石膏是来自于电厂的脱硫废渣,是对含硫燃料(主要是煤)燃烧后产生的烟气进行脱硫净化处理而得到的工业副产物。随着中国燃煤电厂除尘、脱硫和脱硝等烟气污染控制系统的安装,在解决燃煤燃烧过程中SO2等废气减排的同时,也会产生越来越多的脱硫石膏等脱硫副产物。燃煤烟气脱硫石膏资源化利用为燃煤电厂解决越来越多的脱硫残渣处置问题而受到关注。由于燃煤烟气脱硫石膏性质和天然石膏相似,因此有研究利用燃煤烟气脱硫石膏代替天然石膏进行盐碱地改良。然而,当企业采用燃煤烟气净化技术和协同脱汞工艺,煤中有害污染物在脱硫过程中富集到烟气脱硫副产物——脱硫石膏及飞灰中,导致燃煤烟气脱硫石膏中主要有汞(Hg)、氟(F)、氯(Cl)和硒(Se)等多种污染元素的富集;脱硫飞灰中主要有砷(As)、镉(Cd)、铬(Cr)、铜(Cu)、镍(Ni)、铅(Pb)和锌(Zn)等多种污染元素的富集。研究数据显示,我国部分烟气脱硫石膏中Hg、Cd、As、Se、F和Cl等含量存在不同程度超出国家土壤环境质量标准和地下水质量标准。为保障土壤健康、食品安全和环境安全,建议应严格控制脱硫剂来源、脱硫工艺、脱硫石膏使用量,并对农田土壤环境风险进行长期监测,防止土壤中污染元素累积;未经无害化处理、有害物质超标的、存在环境安全风险的不得直接施用于农田土壤,杜绝其进入食物链而危害人类健康。     

猪舍内粪污废弃物和有害气体减量化工程技术研究

源头减量和过程控制是猪场废弃物综合治理的关键环节,而猪舍是废弃物产生的源头场所,该文针对猪舍内部污水和有害气体等养殖废弃物,从饮水系统、圈栏设计和清粪方式等3个方面,介绍分析了当前国内外在舍内废弃物减量化工程技术领域的研究进展。其中减少猪只饮水浪费水量是舍内污水减量的首要环节,通过优化饮水器选型、调整饮水器安装方式、选择适当水流速度等可以降低饮水浪费水量;合理的圈栏布置和地面类型可以促进猪只定点排泄,从而降低圈栏污染程度以及舍内有害气体浓度,配合适当的圈舍冲洗方式可以减少大量圈舍冲洗用水;不同的清粪方式会影响舍内空气环境、污水产生量及污染物浓度,与干清粪相比,水冲粪和水泡粪都存在耗水量大、污水产生量大及其污染物浓度高、舍内有害气体含量高等问题,从清洁生产的角度考虑,干清粪工艺是规模化猪场的必然选择。该文旨在为减少猪场废弃物总量、降低处理利用成本和实现清洁健康养殖提供工程技术支撑,促进中国生猪养殖业绿色转型升级。     

成型和灼烧温度对垃圾衍生燃料灰渣理化特性的影响

以生活垃圾衍生燃料(refuse derived fuel,RDF)为研究对象,通过挤压成型的RDF与非成型的RDF在600~1 100℃条件下灼烧,所产生的灰渣进行质量、粒径、化学成分等特性进行分析,探索RDF灰渣随温度变化的规律以及潜在的应用价值。研究结果表明,在1 000℃以下,RDF灰渣随着温度提高,灰分组分发生分解反应,主要是残余有机物、碳酸盐、硫酸盐的分解,灰渣粒径减小;当温度升至1 000℃以上,灰分组分发生化合反应,生成产物以复合硅酸盐为主,灰渣粒径增大甚至结块;灰渣在化学反应过程中,非金属元素C,Cl,S转化为气体化合物逸出主体,使灰渣质量减小;成型RDF灰渣晶体含量比非成型RDF高;成型RDF灰渣粒径比非成型RDF灰渣大。     

猪粪中温半干法连续厌氧发酵产气性能

为改善猪粪在连续型沼气工程中的容积产气效率和降低其进出料过程的热损失,该研究拟采用高浓度和小体积喂料方式进行,将新鲜猪粪分别稀释成总固体质量分数(total solid,TS)为10%、12%和14%3个水平,通过逐级缩短水力停留时间(hydraulic retention time,HRT)(HRT:25 d→20 d→18.5 d)的方式来改变各组反应器的负荷。试验结果表明,当HRT:25 d时,各组平均日产气量均表现最高,约为460 m L/g,此阶段可获得85%以上的沼气转化效率;当HRT:20d时,各组均获得最大容积产气率,最高达到2.29 L/(L·d)(TS:14%);当HRT下降至18.5 d时,各组产气量均呈下降趋势,表明有机负荷已超出反应器的最大转化能力。通过综合原料产气转化效率和容积产气效率2个指标,发现进料TS为14%和HRT为25 d为较优组合条件。该研究可为在实际沼气工程中如何协调进料浓度和HRT的关系提供参考。     

白酒糟与菊芋渣混合青贮发酵品质及微生物菌群多样性

利用青贮原理将白酒糟和菊芋渣混合进行固态发酵,二者按照不同鲜质量比发酵10、30、60 d时,分别考察营养成分、木质纤维含量和发酵特性的动态变化,并通过高通量测序技术解析发酵微生物菌群多样性。结果表明,当白酒糟和菊芋渣以1.2:1和1:1.5比例发酵时,可溶性碳水化合物含量显著高于其他处理组(P0.05),中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和木质素含量均显著低于其他处理组(P0.05),相对饲用价值和生物降解潜力较高。发酵过程中pH值、乳酸和氨氮含量等特性参数均处于优良青贮品质范围,V-score评分均为优等。白酒糟或菊芋渣单独发酵期间主要以变形菌和厚壁菌门细菌为主,混合发酵时则演变为以厚壁菌门、乳杆菌属细菌为主。总之,白酒糟与菊芋渣能通过生化互补特性发挥协同效应实现优质青贮,综合考虑糟渣生物质资源的利用价值和处理效率等因素,实际生产中建议以1.2:1比例混合青贮发酵30 d为宜,可获得良好发酵品质。     

Earthworm,Eisenia fetida,bedding meal as potential cheap fishmeal replacement ingredient for semi‐intensive farming of Nile Tilapia,Oreochromis niloticus

The study amalgamated earthworm and agro‐industrial wastes through vermicomposting and then evaluated the potential of the bedding (mixture of Eisenia fetida and vermicompost) to replace fishmeal in semi‐intensive farming of Oreochromis niloticus. The bedding was used to substitute fishmeal at inclusion rates of 100, 60, 30 and 0% (D100, D60, D30 and control D0). In triplicates, the four homogeneous diets were fed to quadruplicate groups of 30 g O. niloticus for 112 days. There was no significant difference (p > .05) in mortalities, average length gain and FCR among all tests. Nevertheless, diet D0 had significantly (p < .05) superior amino acid profile, low fibre content and fish carcass crude protein (63.2 ± 0.72% dry matter). Subsequently, D30 and D0 produced fish with significantly higher (p < .05) mean weight gain (256.03 ± 0.4 g) and biomass (369,136 g) respectively. On to the contrary, diet D100 had significantly higher (p < .05) crude lipids content (9.4 ± 0.6% dry matter), economic returns and profit index than the control diet due to the comparatively low cost of producing the earthworm bedding. This simple biotechnology can commercially be upscaled to sustainably produce cheap and nutritious fish feed capable of increasing yields and maximizing profits.     

稻草与牛粪混合腐解的最佳配比筛选

【目的】以腐殖质组成特征为评价依据,筛选稻草与牛粪混合腐解的最佳配比,为两类农业固体废弃物的资源化应用提供参考。【方法】以稻草和牛粪为材料,采用室内培养法,研究稻草与牛粪质量比为10∶0(Rs),9∶1(Rd1),7∶3(Rd2),5∶5(Rd3),3∶7(Rd4),1∶9(Rd5)和0∶10(Dm)混合腐解90 d,各处理水溶性物质(WSS)、可提取腐殖酸(HE)、胡敏酸(HA)、胡敏素(Hu)组分的有机碳含量(依次表述为C_(WSS)、C_(HE)、C_(HA)、C_(Hu)),以及胡敏酸碱溶液E_4/E_6、腐殖化系数(C_(HA)/C_(FA))的动态变化,筛选稻草与牛粪腐解的最佳配比。【结果】与0 d相比,在腐解完成(90 d)后,各处理C_(WSS)含量均有不同程度降低,相比于稻草,牛粪腐解后更易促进微生物对C_(WSS)的利用,使其下降86.2%;Rd2和Rd5处理使物料C_(HE)含量分别增加10.2%和28.6%,其余处理C_(HE)均有不同程度消耗;与0 d相比,腐解完成后,Rd1、Rd3和Dm处理均有助于C_(HA)的积累,其中牛粪腐解更易促进C_(HA)的形成,使其增加30.5%。在各处理下,物料HA分子均先发生降解、脂族化,而后逐渐缩合、芳香化,但HA分子结构仍趋于简单;在促进HA分子脂族化方面,Rd4处理的优势最大,而Dm处理更有利于HA结构的稳定。Rd3处理在促进腐殖质品质方面的贡献最大,其次为Rd1处理,Dm和Rs处理次之,但Rd2和Rd5处理不利于腐殖质品质的改善;Rs、Rd1、Rd2、Rd3和Rd4处理在腐解过程中更有利于C_(Hu)的分解,且Rd3处理的优势最大,使C_(Hu)含量下降91.0%,而牛粪比例≥90%更有助于C_(Hu)的累积。【结论】稻草与牛粪按照质量比5∶5混合腐解,易促进C_(Hu)的分解和C_(HA)的积累,利于腐殖质品质提升。     

易利用碳的添加对厨余堆肥氮素转化与氮素损失的影响

[目的]探讨添加不同量易利用碳（蔗糖）条件下,厨余垃圾堆肥的氨挥发及各形态氮的转化规律和氮损失量。[方法]堆肥化试验采用静态好氧工艺,堆体通风量为0.03 m^3/（kg·h）。堆肥设T0、T1、T2 3个处理,其对应的厨余与易利用碳的干基比分别为1.0∶0,1.0∶0.2和1.0∶0.5。[结果]堆肥过程中,堆肥T0、T1、T2的厨余氨氮总释放率分别为8.50、8.28、0 g/kg。堆制后,与各堆肥的初始值相比,T0、T1堆体全氮含量分别下降17.1%、10.2%,而T2堆体上升6.7%;有机氮含量分别下降24.5%、23.2%和5.3%;堆肥T0、T1、T2的氨氮浓度分别提高69.4%、761.7%和2 057.7%。堆肥T0、T1、T2的氮损失率分别为35.4%、42.1%和38.1%,氨挥发占氮损失的比例分别为69.2%、58.3%和0%;堆肥T0、T1氮损失的途径主要是氨挥发,而堆肥T2的氮损失绝大部分来自有机氮。[结论]在厨余堆肥过程中加入易利用碳,降低了堆肥氨挥发,增加了堆制后堆肥的全氮含量,但并没有减少堆肥氮损失。     

蔬菜废弃物、稻草与猪牛粪不同配比厌氧堆肥研究

将蔬菜废弃物、稻草以不同配比分别与牛粪和猪粪进行厌氧堆肥研究.试验对牛粪、猪粪分别设置了4种不同的配比,依次增加蔬菜废弃物的含量;采用厌氧发酵的方法进行堆肥,为提高发酵效果,在堆肥开始前接种了微生物发酵剂.分析了堆肥结束后的pH、EC、有机质、C/N比值、总氮、速效磷钾含量等指标.试验结果表明,猪粪处理的效果在氮含量、...