响应面法优化餐厨垃圾和牛粪混合两相厌氧发酵酸化条件

为提高废弃物厌氧发酵的利用率,开展了牛粪和餐厨垃圾混合两相厌氧发酵过程中酸化条件优化的研究,探究在酸化相中搅拌频率、搅拌速率、酸化浓度、酸化时间和酸化温度对甲烷产率的影响。单因素试验结果表明,最佳的搅拌频率、搅拌速率、酸化浓度、酸化时间和酸化温度分别为:3次·d~(-1)(2 min·次~(-1))、50 r·min~(-1)、12%、8 h和35℃。在单因素试验基础上,采用响应面法对发酵过程中酸化条件进行优化,以甲烷产率为响应值,选取酸化温度、酸化浓度和酸化时间3个因素研究其对发酵过程中产气率的影响。结果表明,对甲烷产率影响的大小顺序为酸化时间酸化温度酸化浓度。最佳的酸化条件为:酸化时间7.6 h、酸化温度35.8℃和酸化浓度10.4%;搅拌频率和搅拌速率分别为3次·d~(-1)(2 min·次~(-1))和50 r·min~(-1)。采用最佳酸化条件处理后,混合原料的甲烷产率可达290.5 mL·g~(-1)VS,比未经酸化处理提高了17.9%。研究表明,对牛粪和餐厨垃圾两相厌氧发酵中酸化相的酸化条件进行优化,可提高甲烷产率、甲烷含量及VS去除率。     

以沼渣和牛粪接种餐厨垃圾厌氧发酵效果研究

随着社会发展,餐厨垃圾产量逐年增加,亟需寻求一种综合处理餐厨垃圾的技术。运用厌氧发酵处理餐厨垃圾转化为清洁能源沼气,对于解决我国日益严重的餐厨垃圾污染问题具有十分重要的意义。以沼渣和牛粪接种餐厨垃圾厌氧发酵效果研究结果表明,采用沼渣沼液和新鲜牛粪接种餐厨垃圾,发酵产气效果良好,40℃条件下产气周期为15 d。可缩短发酵周期,提高产气效率,为餐厨垃圾资源化处理提供理论参数和技术指标。     

餐厨垃圾厌氧发酵产甲烷综述

针对餐厨垃圾厌氧发酵产甲烷过程,从工艺参数、工艺应用等方面阐述了国内外进展,并对餐厨垃圾厌氧发酵技术的规模化应用提出今后的研究方向。     

餐厨垃圾与猪粪混合厌氧发酵研究

为解决我国餐厨垃圾污染环境、资源化利用程度低的问题,本研究将餐厨垃圾与新鲜猪粪混合发酵,以测定其生产甲烷的最佳条件。结果表明,餐厨垃圾与新鲜猪粪混合厌氧发酵的最佳原料比例为1∶1.5,最佳搅拌频率为60 r/min,最佳发酵温度为38℃,最佳发酵时间为10 h,最适pH值为7。     

餐厨垃圾水解酸化液活化磷矿粉研究

采用室内培养方法,通过选取餐厨垃圾在2种不同pH发酵条件下的水解酸化液,研究了其对低品位磷矿粉的活化情况.结果表明,控制pH为6.5与PH不控制发酵条件下的餐厨垃圾水解酸化液相比,前者对磷矿粉的活化能力较强;活化效果随水解液用量的增加而降低,m水解液>/m磷矿粉>为1:10时,活化效果最好,水溶性磷质量比较培养前提高743%.X衍射试验结果表明,水解液与磷矿粉作用后,磷矿粉X衍射图谱有较大变化,表现为某些峰的缺失和峰强度的变化.     

有机负荷对餐厨垃圾单相厌氧发酵的影响

[目的]为实现餐厨垃圾资源化利用提供依据。[方法]在中试规模条件下,以餐厨垃圾为底物,研究有机负荷对餐厨垃圾单相厌氧发酵的影响。[结果]低有机负荷[0.75~1.25 g/（L.d）]时,发酵过程的pH、氨氮、可溶性化学需氧量SCOD维持相对稳定,提高有机负荷有利于提高沼气产量和产率,而当有机负荷达到一定高度[1.50 g/（L.d）]时,发酵过程的pH下降,氨氮和SCOD含量上升,说明单相厌氧发酵工艺对餐厨垃圾的处理能力较低。餐厨垃圾中的氮含量高,发酵前应调节碳氮比。沼气中甲烷浓度都在50%~75%,不受有机负荷影响。[结论]低有机负荷[0.75~1.25 g/（L.d）]有利于餐厨垃圾单相厌氧发酵。     

餐厨垃圾堆肥发酵菌株筛选

为提高HM菌剂对餐厨垃圾堆肥的发酵效果,以国内主要商品菌剂为材料,筛选出三株适用于堆肥发酵的菌株:产淀粉酶D6(Bacillus Cohn,1872)、产脂肪酶Z4(Bacillus Cohn,1872)、产纤维素酶X4(Brevibacillus shida,1996)。结果表明:D6体外淀粉酶活达26.48 U/mL,Z4体外淀粉酶活达6.67 U/mL,X4体外淀粉酶活达4.05 U/mL,且菌株之间及菌株与HM菌剂之间拮抗作用不明显。混合菌剂以D6∶Z4∶X4=1∶1∶1时产酶效果最好,淀粉酶、脂肪酶和纤维素酶分别达到12.00 U/mL、1.83 U/mL和76.93 U/mL。与HM复合菌剂混合堆肥效果优于HM菌剂单独堆肥。     

餐厨垃圾高温堆肥原料预处理优化研究

餐厨垃圾水分含量和有机质含量较高,在资源化处理前,需要提前对原料进行预处理,以降低初始含水率和去除杂质。为快速、有效地完成预处理工序,选取分选、破碎、脱水等因素,检验经以上因素预处理后堆肥制品的水分、有机质、总养分等的质量分数,并运用配对样本t检验方法进行显著性分析。结果表明：有分选的堆肥制品的有机质、总养分含量显著高于无分选的堆肥制品,但对水分含量无显著影响;破碎等级改变对检验结果没有显著影响;脱水二档与一档的水分含量显著高于三档,脱水三档的有机质、总养分含量显著高于一档。最终,优化得到的预处理工序是经分选、破碎2级、脱水三档。     

餐厨垃圾猪粪混合厌氧发酵研究

为解决我国餐厨垃圾污染环境,资源化利用程度低的问题,本研究通过试验将餐厨垃圾与猪粪混合发酵。得到餐厨垃圾与猪粪混合厌氧发酵的最佳原料比例为1:1.5,得到餐厨垃圾与猪粪混合厌氧发酵的最佳搅拌频率为60r/min,餐厨垃圾与猪粪混合厌氧发酵的最佳温度为38°C,餐厨垃圾与猪粪混合厌氧发酵的最佳时间为10h,餐厨垃圾与猪粪混合厌氧发酵的最佳pH为7。为我国餐厨垃圾资源综合利用提供参考。     

不同蛋白酶水解模拟餐厨垃圾优化工艺研究

[目的]研究不同蛋白酶水解模拟餐厨垃圾的优化工艺。[方法]通过单因素试验,用牛肉模拟餐厨垃圾,研究了木瓜蛋白酶、中性蛋白酶、碱性蛋白酶、胰蛋白酶和胃蛋白酶水解牛肉的优化工艺。[结果]较其他几种酶,胰蛋白酶水解效果最好,水解度最大可达到74.18%。胰蛋白酶水解的最适条件:酶用量2%,pH 7.5,固液比为1∶60,水解时间2 h,水解温度50℃。[结论]该研究为解决餐厨垃圾的同源性污染问题打下了基础。     

接种量对牛粪分离液厌氧发酵特性影响

利用研制的螺旋挤压分离机对稀释的牛粪进行分离,在中温(35±2)℃条件下,对分离液按照不同接种量(占发酵有效容积体积百分数为10%、20%、30%、40%、50%)进行厌氧发酵试验,发酵周期为20 d,以VS(Volatile solid)产气率、COD(Chemical Oxygen Demand)去除率为考察指标,...     

不同配比的牛粪与玉米秸秆对高温堆肥的影响

研究了牛粪与玉米秸杆不同配比(体积比)条件下对高温堆肥的影响.结果表明:牛粪与玉米秸秆以3∶7配比效果最佳,堆肥升温快,2 d达到55℃,高温维持时间为16 d,达到了快速腐熟的目的;至堆肥结束时,堆体无恶臭,呈现黑褐色,体积减少量为56%,pH 8.4,总固体溶解量为1 275 mg·L-1,电导率为2.55 ms·...     

麦秸和奶牛场废弃物联合堆肥试验

设置小麦秸秆和奶牛场废弃物联合堆肥试验,以评估其消纳养殖废水与制作商品有机肥的可行性。试验用麦秸分别与沼渣、沼液、牛粪、粪水混合堆肥,以小麦秸秆并用尿素调节碳氮比为35∶1的处理为对照。结果表明,各处理堆体温度50℃以上持续时间分别为30 d、17 d、41 d、12 d和24 d,均已符合堆肥卫生标准要求的高温天数;堆肥过程中麦秸分别与沼渣、沼液、牛粪、粪水混合堆肥及对照的有机碳含量分别下降了14.00%、5.50%、15.80%、4.45%和10.70%;堆肥过程各处理氮、磷、钾含量逐渐增加。堆肥结束时,各处理有机质含量介于590.28 g/kg与701.86 g/kg之间;氮磷钾总养分含量介于46.54 g/kg与89.45 g/kg之间,其中麦秸与牛粪混合堆肥处理总养分含量最高(89.45 g/kg),麦秸与沼渣混合堆肥处理次之(69.61 g/kg)。秸秆与牛粪或沼渣混合堆肥时高温时间较长,且堆肥产物养分含量高;用麦秸和养殖废水(沼液或牛粪水)混合堆肥,每处理1.0 t麦秸可消纳废水1.8 t,有利于奶牛场节本增效。     

奶牛场粪污制备卧床垫料过程中物料性质及污染物含量的周年变化规律

为了考察奶牛场粪污制备卧床垫料过程中的牛粪性质及相关污染物含量的周年变化规律,选择天津市一家规模化奶牛养殖场作为研究对象,进行不同阶段、不同季节的连续采样,并对样品中的TN、TP、pH、含水率、有机质、粪大肠菌群和Cu、Zn等重金属进行了系统检测分析。检测数据分析显示:泌乳牛牛粪中的TN、TP、VS、Cu、Zn的排放量存在显著性季节差异(P0.05),且TN、TP、Cu、Zn、Cd的排放量均以冬季最高;经过BRU(Bedding Recovery Unit)好氧发酵处理后,再生牛粪固体中的含水率、重金属Zn和粪大肠菌群的含量出现不同程度的降低,而TN、TP和重金属Cu的含量则基本呈现升高趋势。     

碳氮比对牛粪好氧堆肥过程的影响

文章利用牛粪和玉米秸秆进行堆肥试验,研究碳氮比(C/N)对堆肥过程中温度、水分、pH、粪大肠菌值、蛔虫卵死亡率、GI值和堆制周期的影响。结果表明,C/N比的适当降低并不影响牛粪和玉米秸秆的堆肥,而且C/N比的下降(由27:1降到24:1),可使牛粪的处理量增加近一倍。但C/N比过低,堆料中牛粪所占比例增大,会使堆料的容重增大而不利于堆体的通风,导致堆体温度过高且高温持续时间过长,造成有机质的过度分解,从而影响堆肥的质量。     

Modeling temperature and moisture dependent emissions of carbon dioxide and methane from drying dairy cow manure

Greenhouse gas emissions due to biological degradation processes of animal wastes are significant sources of air pollution from agricultural areas. The major environmental controls on these microbe-induced gas fluxes are temperature and moisture content. The objective of this study was to model the effects of temperature and moisture content on emissions of CO₂ and CH₄ during the ambient drying process of dairy manure under controlled conditions. Gas emissions were continuously recorded over 15 d with paired fully automated closed dynamic chambers coupled with a Fourier Transformed Infrared gas analyzer. Water content and temperature were measured and monitored with capacitance sensors. In addition, on days 0, 3, 6, 9, 12 and 15, pH, moisture content, dissolved organic carbon and total carbon (TC) were determined. An empirical model derived from the Arrhenius equation confirmed high dependency of carbon emissions on temperature and moisture content. Results indicate that for the investigated dairy manure, 6.83% of TC was lost in the form of CO₂ and 0.047% of TC was emitted as CH₄. Neglecting the effect of temperature, the moisture contents associated with maximum gas emissions were estimated as 0.75 and 0.79 g·g⁻¹ for CO₂ and CH₄, respectively.     

添加羊、兔粪及稻草对猪粪堆肥腐熟进程的影响

为研究添加不同辅料对猪粪堆肥腐熟进程的影响,以猪粪为主要原料,羊粪(含3%玉米秸秆残渣)、兔粪及稻草为辅料,设定单一猪粪(CK)、70%猪粪+30%稻草(A)、85%猪粪+15%兔粪(B)、85%猪粪+15%羊粪(C)、70%猪粪+30%兔粪(D)、70%猪粪+30%羊粪(E)共6个处理进行堆肥,初始含水量均调节至65%,在室外覆膜堆肥,每隔2～5 d翻堆1次,共堆肥60 d。堆肥过程中,定期检测堆肥温度、有机质含量、pH、水分含量、铵态氮含量、硝态氮含量、粗灰分含量变化以及发芽率指数等参数,评价堆肥腐熟程度。结果表明:这6个处理高温(50℃以上)期持续的天数分别为2 d、17 d、8 d、10 d、8 d、11 d,水分损失量分别为19.23%、33.08%、24.92%、27.38%、28.00%、29.85%,有机质含量降幅分别为21.52%、38.53%、27.29%、31.55%、35.05%、36.22%,有机碳损失率分别为44.22%、67.54%、54.19%、57.24%、61.25%、62.63%,氮损失率分别为35.54%、32.86%、37.62%、40.81%、44.98%、44.58%,铵态氮含量最终分别为2.11 g/kg、0.35 g/kg、1.06 g/kg、0.48 g/kg、0.76 g/kg、0.32 g/kg,试验结束时的腐热度指数(GI)值分别为42.64%、69.50%、56.74%、58.67%、60.78%、64.70%。根据GI值结果,除单一猪粪处理(CK)外,其他处理均完全腐熟。由此可见,添加羊、兔粪及稻草能显著促进猪粪腐熟,其中70%猪粪+30%稻草处理的腐熟效果最好,添加羊粪的效果要优于兔粪,且添加30%比例的效果要优于添加15%比例。     

蚯蚓对有机肥(牛粪)中铬镉铅金属富集作用的研究

蚯蚓被称为"生态系统的工程师",对大部分杀虫剂和重金属都具有富积作用。本试验采用外源添加重金属的方法,研究了蚯蚓对牛粪中Cd2+、Cr3+、Pb2+三种重金属离子的生物富集作用。结果表明,蚯蚓对重金属复合污染的牛粪中的Cd2+、Cr3+、Pb2+三种金属离子均有生物富集作用,蚓体在10~20d时会出现第一个金属含量高峰,随后体内金属含量有大幅的减少。在蚯蚓粪中金属含量在10~20d时会出现第一个金属含量低谷,随后蚯蚓粪内金属含量有显著提高。研究结果对于牛粪等有机废弃物的无害化处理具有重要意义。     

基于理化指标快速预测奶牛粪便肥料成分含量

探讨基于相对密度、电导率和pH快速预测奶牛粪便肥料成分含量的可行性,在京郊奶牛场采集代表性样本89份,用实验室常规化学分析方法确定其中氮、磷、钾和铵态氮的含量,使用密度计、电导仪和pH计测定其相对密度、电导率和pH。根据奶牛粪便理化指标与粪便中氮、磷、钾和铵态氮含量的相关关系建立了基于理化指标快速预测奶牛粪便氮、磷、钾和铵态氮含量的回归方程,分析结果表明:总氮含量可依据电导率和pH进行预测(R2=0.645,P<0.001,精度12.0%),或依据电导率、相对密度和pH进行预测(R2=0.675,P<0.001,精度11.7%);总钾含量可依据电导率进行预测(R2=0.687,P<0.001,精度30.2%);铵态氮含量可依据电导率和pH进行预测(R2=0.717,P<0.001,精度19.6%)。