农村有机生活垃圾和秸秆快速好氧发酵技术参数研究

近年来,中国农村有机生活垃圾和农作物秸秆废弃资源引发的环境问题日益严重,在现有农业废弃物资源化利用技术中,好氧发酵堆肥技术由于运行成本低、操作简便成为农村有机生活垃圾和秸秆的首选处理技术.该文通过正交试验方法分析通风量、含水率和碳氮比3因素对快速好氧发酵效果的影响.结果表明:通风量是首要影响因素,其次是含水率和碳氮比;适宜的通风量参数为0.148～0.173 m3/d,含水率为60%,C/N为25:1.本研究将为开展北方寒冷地区冬季好氧发酵设施增温保温技术研究提供理论依据.     

接种物与猪粪秸秆比对初次启动固体酸化过程的影响

为优化猪粪和秸秆混合物固体酸化的启动条件,该研究分别以碳氮比为11.9、16.0、17.8和22.2的猪粪、秸秆混合物为原料,消化污泥和活性污泥为接种菌,研究厌氧消化反应启动时污泥种类和碳氮比对固体酸化过程的影响,以探索适于初次启动的产酸相的接种菌和混合比例.结果表明:与消化污泥相比,活性污泥具有较高的降解性能和产酸能力;活性污泥接种条件下,在试验碳氮比范国内,以碳氮比为17.8混合物为原料时,有机酸质量浓度可达14g/L,乙酸、丙酸的质量分数分别在50％和20％左右,挥发性固体降解率达23％,表现出较佳的水解和酸化性能,可以满足初次启动的产酸相的要求.     

畜禽粪便与玉米秸秆厌氧消化的产气特性试验

为设计厌氧消化器的有效容积提供参考,该文研究了不同混合比例下的粪便与秸秆在厌氧消化过程中的膨胀特性,同时在35℃条件下,采用批次模拟厌氧消化,对3种典型畜禽粪便和3种不同贮存方式的玉米秸秆进行中温厌氧产气特性试验,分析了6种典型物料的产气规律。试验结果表明:猪粪在厌氧消化过程中会发生膨胀,且干物质含量越高,膨胀系数越大;3种典型畜禽粪便以猪粪的产气效果最好,干物质产气量达到375.5mL/g;不同贮存条件下农作物秸秆的理化特性对产气特性有很大的影响,3种贮存条件的玉米秸秆以黄贮秸秆的产气效果最好,干物质产气量达到445.8mL/g。该文为物料贮存条件选择和优化厌氧消化工艺提供了依据和参考。     

基于LCA的沼肥及增值化产品施用环境影响评价

研究采用生命周期评价(Life Cycle Assessment, LCA)结合作物产量全面评估沼液衍生加工获得的沼基硫铵液肥、粉末等增值化沼肥和传统沼肥、化肥在茄子种植中的环境影响。评价结果表明,等氮条件下(340 kg N·hm^-2),增值化产品沼基硫铵液肥和沼基硫铵粉末的总环境影响值与沼肥比分别低41.0%和46.3%。总体上不同氮水平下的沼肥环境影响值随施氮量成比例增加,但沼肥施氮量为85 kg·hm^-2的茄子产量高于170和340 kg·hm^-2。沼基硫铵液肥的茄子产量为63.42 t·hm^-2,较等氮沼肥高27.9%;沼肥经增值化处理后再施用显著减少NH₃和重金属排放,有效提高茄子产量。     

重点流域农村生活源产排污系数监测方法研究与实践

为完成第一次全国污染源普查——重点流域农村生活污染源普查工作,开展了太湖、巢湖、滇池和三峡库区4个重点流域农村生活污染源产排污系数测算监测方法研究工作。研究结果为：在农业污染源普查实施方案框架下,明确了农村生活源产排污系数相关定义;确定了农村生活污染源产排污系数测算监测方法、技术路线与监测内容;提出了包括以县为基本单元,按照经济发展水平、农业生产结构、自然条件、生活习惯等影响因素划分类似区域,并将农户根据收入高低及有无下水道分为6种类型,重点农户每月取样,一般农户每季度取样,每次连续取样3 d等内容的监测方法。该监测方法分区域对不同农户采用实地、定点、连续监测,解决了当前产排污系数不准确的问题,为完成重点流域农村生活源产排污系数测算提供了科学依据。     

玉米秸秆不同预处理木质纤维素去除效果试验研究

针对秸秆中木质纤维素含量高不易被厌氧消化的特性,探索不同预处理方法,提高木质纤维素的降解效果,实现后续高效厌氧消化速率,提高产气速率。结果表明:不同预处理方法均实现了木质纤维素30%以上的去除效果,其中以化学法去除效果最优,最高去除率达到44.9%,同时处理后的厌氧消化产气效果也较优。     

超声波对固体废弃物酸化过程的调节作用

为缓解固体有机物酸化过程中产生的酸抑制,该文基于有机酸的产生和扩散方式,提出有机酸产物薄膜的假设,并利用超声波直接辐射和改进处理的方法处理酸化基质,比较处理前后酸化基质的物性变化及进一步的发酵性能。试验结果表明,超声波直接辐射可脱附积累在基质颗粒表面的有机酸,使基质发酵10 d的挥发性固体日降解速率从未处理的0.8%提高到1.3%。为强化超声波空化效应和去除有机酸,将基质稀释后超声辐射20 min并增加过滤的改进超声波处理过程可使基质发酵10 d的有机酸增长率、挥发性固体降解率分别从未经超声波处理的166.7%、17.0%提高到732.0%、26.7%。改进超声波处理过程可有效缓解产物抑制,促进固体有机物的厌氧酸化性能,提高酸化速率。     

挥发性有机酸对产沼气效果的模拟试验

两相厌氧生物处理工艺在废弃物资源化利用中得到广泛应用。为了摸清产酸相的主要产物在产气过程中的效应,该文利用甲酸、乙酸、丙酸和丁酸等4种有机酸模拟产酸过程中的主要酸化产物,以活性污泥为接种物,设计单因素试验和正交试验,研究了在中温条件下,4种有机酸单一作用条件下和混合作用条件下,甲烷日产气量和累积产气量的变化。结果表明：单一有机酸作底物时,存在一个浓度阈值,高于此值会抑制甲烷产生,低于此值,产气效果随着酸浓度增大而提高;有机酸共同存在时,可以产生协同优势,其中乙酸的产气优势高于丁酸,丙酸具有抑制作用;4种单一酸中,单位浓度下乙酸产气效果最好,甲酸产气量最大,甲酸积累不易对发酵过程产生抑制作用,而丙酸累积最易造成抑制。因此,建议在沼气工程中适当调整产甲酸、乙酸和丁酸较多的发酵物料浓度,从而提高产气效率。     

猪粪对秸秆一体化两相厌氧产气的影响

为了研究秸秆与猪粪混合物在一体化两相厌氧消化工艺中的可行性,该文研究了中温条件下,在玉米秸秆原料中添加不同比例的猪粪,对秸秆一体化两相（combined two phase）厌氧消化工艺的影响,同时研究CTP反应器中上、中、下部发酵后物料的产气潜力,以解析CTP中不同部位物料的发酵情况。试验结果表明：添加猪粪可将以纯秸秆为原料的产气量从314 L显著提高至500 L左右,但会影响反应过程中的pH值、产气和产酸的稳定性,添加体积比为20%的猪粪更能促进发酵性能;CTP反应器不同部位产气潜力试验表明,中部产气量最低,以水解酸化过程为主,下部的产气量最高,以产甲烷过程,20%的猪粪体积添加量在满足CTP工艺要求的同时,更好地促进了两相分区,强化了CTP的优势。     

发达国家农膜使用情况及回收经验

农膜覆盖技术的应用显著提高了农业生产力,但同时也带来了环境污染的问题。中国作为农膜使用大国,如何实现废弃农膜的回收利用,已经成为农业绿色发展面临的突出问题。本文通过深入分析日本与欧美等发达国家农膜生产、使用和回收方面的政策和经验,并根据中国在农膜利用方面的实际情况,提出加强立法、提高生产标准以及完善经济补偿制度等,加快推进中国的农膜回收利用并防治农膜残留污染。