规模化沼气工程沼液综合处理与利用的研究进展

沼气工程作为一项利国利民的事业得到迅速发展,其发酵后的沼液产量巨大,如果得不到合理的处理和利用,不仅制约沼气工程的发展,还会造成二次污染.但沼液中含有大量营养物质和微生物,具有促进作物生长和控制病害发生的双重作用,沼液利用是循环农业产业链中的一个重要环节,我国学者就此问题展开了多方面的研究,近年来对沼液中的微生物组成研究及功能微生物的挖掘为我们研究利用沼液提供了新的思路.     

浅谈膜分离技术及其在水处理中的应用

膜分离技术作为一种新型高效的分离纯化技术,逐渐被广泛应用于国内外的水处理等工业过程中。本文简要介绍了膜分离技术的原理和分类及其在饮用水净化和海水淡化中的应用。     

沼液膜浓缩处理工艺工作参数研究

沼液富含有机质、氮、磷、钾、钠及各种微量元素,是非常具有回收价值的一种天然有机肥料资源。针对大型沼气生产企业面临的沼液产量大、处理成本高、储存运输困难和营养物质含量偏低等问题,文章通过膜分离浓缩装置对其进行浓缩试验,研究在浓缩过程中不同孔径(截留分子量)滤膜的膜通量与运行压力之间的关系,结果表明:微滤、超滤、纳滤的最佳工作压力分别为0.15 MPa,0.3 MPa,0.8 MPa。在最佳工作压力条件下,微滤膜平均通量为11.38 L·m^-2h^-1;10000D和5000D超滤膜平均通量为127.93 L·m^-2h^-1和87.08 L·m^-2h^-1;5000D和10000D超滤膜透过液的600D纳滤膜平均通量为159.39 L·m^-2h^-1和165.62 L·m^-2h^-1,150D纳滤膜平均通量为39.29 L·m^-2h^-1和29.38 L·m^-2h^-1。     

规模化沼气工程沼液与有机肥及其组合在小白菜上的应用效果比较

采用温室盆栽的试验方法,研究了规模化沼气工程沼液和市售两种有机肥料及其组合对小白菜(Brassica chinensis L.)的生长、产量及品质的影响.结果表明:沼液和有机肥产品及其组合对小白菜产量和质量均有较大提高,沼液与有机肥产品配伍使用对小白菜生长的促进效果更为明显,沼液与液体有机肥组合处理T5小白菜的鲜重较对照提高了140％;沼液的使用能提高小白菜Vc含量,沼液处理T1小白菜Vc含量较对照提高了84.54％,但与有机肥共同使用有减弱趋势,其机理有待进一步研究.科学合理利用沼液对提高小白菜栽培产量和品质具有积极作用.     

规模化沼气工程沼液中微生物的细菌种群分析与功能初探

分别采集了现代牧业集团各地区大型沼气工程的沼液,分析了不同沼液样品中全N,P,K等养分的含量和理化性质,并利用传统微生物学结合分子生物学的方法探究了样品中可培养细菌的数量及种群组成情况,根据BLAST的比对结果,选取并纯化到32株细菌,测定了它们对四种不同病原真菌的拮抗效果.结果表明,各地区沼液样品的pH为6.1～8.7,总养分含量差异较大,含量最高的为来自通山的样品,达15.4％,含量最低的为马鞍山沼液样品仅为0.94.不同沼液样品中的细菌的数量介于105～106 CFU·mL-1之间,且种群丰富,组成差别较大,芽孢杆菌为各地区沼液样品中的主要优势微生物.拮抗实验的结果表明Paenibacillus peoriae对菌棉花枯萎病、菌尖刀镰刀型黄瓜枯萎病菌、小麦纹枯病菌、烟草赤星病菌四种病源真均有较好的拮抗效果,具有作为生防应用菌株的潜力.     

规模养殖场沼气工程沼液的肥效试验

对大型养猪场正常运行沼气工程产生的沼液进行了肥效分析,得出大型养猪场沼气工程沼液中的有机质含量达到0.9%,总养分达到0.2%,经厌氧处理后沼液的蛔虫卵死亡率达到100%,大肠菌群数减少99%以上。用于水稻浸种西红柿和油菜的种植,能产生明显增产作用,西红柿产品优质率提高35%,油菜产品优质率达到36%。     

规模化养猪场沼气工程沼液特性研究

大多数情况下沼液特性研究或农用很少考虑沼液特性的时空差异,这不利于沼液的科学合理施用。明确沼液的时空特性,可以为沼液资源化利用提供理论指导。该研究于2015年9月和12月份采集嘉兴地区8个规模化生猪养殖场沼液储存池沼液样品,分析氮、磷和钾含量、pH值、电导率、化学需氧量(COD)以及重金属元素含量特性。结果表明,8个猪场沼液储存池沼液在同一时间采集和不同时间采集时沼液中氮、磷和钾含量的变异幅度均较大,变异系数范围分别为28.1%～55.6%,57.4%～68.3%和48.0%～55.7%;沼液中氮、磷和钾含量范围分别为260～1358,4.52～49.1和29.0～259 mg·L~(-1);氨氮占沼液中总氮的82.4%～91.8%,可溶性有机态氮占6.81%～27.2%,硝态氮占1.37%～5.00%;沼液pH值范围为7.50～8.89,同一时间采集时沼液pH值变异较小,但不同时间采集时同一沼液储存池沼液变异系数较大;沼液COD较高(637～3559 mg·L~(-1)),同一时间采集或是不同时间采集时沼液COD的变异幅度均较大;沼液中重金属含量从大到小依次为:Zn,Cu,Pb,Cr,As,Cd,同一时间采集或是不同时间采集时沼液重金属含量均存在较大差异和变化。由此可见,沼液农用,特别是大量应用时当应了解掌握沼液特性,尽量减少不合理应用带来的危害。     

基于反渗透技术的沼液浓缩研究

文章针对沼气工程中沼液产量大、处理成本高、储存运输困难和营养物质含量偏低等问题,提出采用高耐污反渗透技术对沼液进行浓缩的建议.实验分析了沼液的浓缩效果,考察了浓缩后透过液水质.实验结果表明,反渗透技术对沼液浓缩效果良好,对电导率,COD,NH3-N的浓缩效果达90％以上,透过液水质能够达到调浆等回用标准.通过对浓缩液农用指标的测试发现,浓缩液所含营养物质是原液的4倍,可以实现普通肥料等效施用效果,并在病虫害防治、促进作物生长、提高作物产量方面具有优势,有进一步商业化利用的潜力.     

反渗透浓缩沼液预处理试验研究

采用反渗透膜工艺浓缩沼液,针对沼液悬浮物颗粒过大浓度过高、钙镁离子超标等问题,采取预处理手段对反渗透膜片进行保护,以保证系统的产水量和运行成本达到最佳.结果表明,在自然沉淀、混凝、离心过滤和滤袋过滤四种去除悬浮物工艺中,自然沉淀和离心过滤效果最佳,其出水悬浮物粒径均在10 μm以下.通过自然沉淀时间优化,自然沉淀最佳时间为1天,既能保证出水效果,又能节省沉淀池容和投资.对于钙镁离子和硫酸根离子结垢,采用反渗透膜厂家提供配方,并智能化添加阻垢剂,长期运行结果证明,防结垢效果较好,平均碱洗周期为120 h,酸洗周期为360 h.     

京郊大中型沼气工程沼液养分及重金属含量分析

为指导沼液的高效合理施用,对4种不同发酵原料的沼液养分及重金属含量作了分析.结果发现:牛粪(n=7)和混合原料(n=4)厌氧发酵产生的沼液有机质含量比猪粪(n=6)和鸡粪(n=3)原料偏高,不同原料沼液的全氮、全磷、全钾养分含量差异不大,沼液过0.5mm筛后,沼液有机质、全氮、全磷、全钾含量均有所降低.沼液样品中可以检出重金属铬、汞,镉等,但未超过有机肥料中对重金属含量的限量标准.     

大中型沼气工程厌氧发酵液的后处置技术

沼气生产之后的厌氧发酵液处置是制约大中型沼气工程发展的重要因素之一,国内外沼液处置相继出现了低成本的资源性利用、低成本的自然生态净化、高成本的工厂化处理和高附加值的开发性处理等四种方式。前二者属于"生态型",适用于全混式发酵,且具有足够消纳的生态单元;后二者属于"环保型",适用于干湿分离发酵。     

环形生活污水净化沼气池处理猪场废水效果好

规模化养猪场废水由于有机物浓度高,水量大且集中,这些废弃物的集中排放会严重污染大气,水域和地下水,给农业生态环境带来严重的破坏。为尽快开创出一条符合中国国情的低投入、低运行成本的规模化养猪场污水处理的新路子,笔者进行了一系列的探索,于2000年发明了环形生活污水高效净化沼气装置,该装置在处理极高浓度的生活污水时,在没有任何动力的情况下,CODCr,BOD5的去除效率达到90%以上,出水水质可达到GB8978-1996二级排放标准。为此,笔者将这一环形生活污水高效净化沼气装置的应用范围延伸到处理极高浓度的养猪场废水。1　环形生活…     

养殖场沼气工程补贴政策的经济学解析

文章概述了我国沼气工程补贴政策发展历程和德国现行沼气工程补贴政策,对沼气工程补贴政策进行了经济学解析和现实分析,阐明了进行财政补贴的理论基础,比较了中德两种不同补贴方式的现实影响,剖析了我国沼气工程存在“重建设,轻管理”现象的原因,揭示了我国现行沼气工程基建成本补贴政策存在的问题,在此基础上,提出建立沼气工程终端产品价格补贴政策的建议.     

规模化养猪场废水处理沼气工程案例分析

文章主要介绍了地埋式常温CSTR工艺在崇州市卫世养殖场的应用及运行情况,全面分析了沼气工程的直接经济效益和综合社会效益.     

沼液回流对牛粪厌氧发酵产气特性及其动力学的影响

在中温条件(37±1)℃下采用连续搅拌反应器(CSTR)研究了沼液长期回流对牛粪厌氧发酵过程中产气特性及其微生物动力学的影响,对不同有机负荷下发酵罐运行参数的动态变化进行了持续监测,并进行了相关的动力学分析。结果表明:在水力停留时间为40 d,有机负荷为3.0 g/(L·d)的条件下,将50%的沼液进行回流时,能够提高基质产甲烷率,促进厌氧发酵系统中微生物的合成代谢,但由于难降解物质累积,传质效果降低仍使得回流组日产气量及甲烷产量呈下降趋势,处理组的沼气容积日产气量从1.07 L/L逐渐降至0.83 L/L,降低了22.4%。沼液回流引起了p H值、NH+4-N、溶解性化学需氧量(SCOD)等指标的升高,但未达到抑制水平。回流导致牛粪厌氧发酵产气量下降的最主要因素可能是由于粘度从50 m Pa·s迅速升高至116 m Pa·s而引起的传热传质阻力变大。在以牛粪为原料的沼气工程应用沼液回流工艺时需要合理选择回流比例或在回流前对沼液进行适当的处理来保证工程的长期稳定运行。     

浙江省海宁市同仁养殖场沼气发电综合利用工程及效益分析

养殖业的污染已经成为制约规模化养殖业可持续发展的重要因素。浙江省海宁市同仁养殖园沼气发电综合利用工程,日处理养殖污水60余t,年处理量达2.37×104t,可每年节省开支1.9万元。日产沼气500 m3,用于发电,年可发电32万度,每年可创收12.8万元。太阳能集热装置100.8 m2,每年可节省开支1.26万元。年产有机肥480 t,每年仅有机肥一项的收入就可达到28.8万元。沼液经管道输送,作为附近10 hm2示范桑园及13.3 hm2稻田有机肥,又可为农民节约2.8万元。沼液、沼渣等的使用可提高土壤有机质含量,改良土壤,有利于土地资源的可持续利用。     

基于Aspen HYSYS的沼气中CO2气体低温液化分离技术

基于沼气主要成分CH4气体和CO2气体物理性质的差异,利用PR方程,得出不同CH4体积分数下,沼气泡点和露点的温度和压力;在Aspen HYSYS平台中,设计了低温液化分离沼气中CO2气体的流程,仿真分析了低温液化对CH4体积分数和CO2体积分数的影响.根据低温液化分离沼气中CO2气体的流程,对沼气进行纯化实验,结果表明:实验结果与模拟结果相吻合;液化分离后CH4体积分数从58.2％升至82.8％,CO2体积分数由36.4％降至8.8％,N2+ O2体积分数小于4.0％.     

治理猪场污水的沼气技术生态工程实例

在浙江省乐清市南塘镇南塘欣欣种猪场综治污水工程中,研究与应用了生态净化沼气技术/燃气发电/燃料新工艺治理高浓度粪污废弃物。生态净化沼气池装置包括集水池60 m3,太阳能酸化池60 m3,UBF反应器300 m3×2,沉淀池15 m3,兼性塘3,600 m2,水生植物塘1,200 m2。获得生态环保指标:厌氧罐装置CODcr去除率85%,BOD5去除率90%;兼性塘CODcr去除率50%,BOD5去除率50%;水生植物塘CODcr去除率68%,BOD5去除率65%;热能利用效果:CODcr由17.00×103下降到90.1 mg.L-1,NH3-N由280下降到5.4 mg.L-1,出水质达到《污水综合排放标准》GB8978-1996的一级排放标准,年可供可燃气17.3万m3,用于生活燃气(300户)、燃气发电,相当于5400瓶液化石油气。     

沼液、沼渣与化肥配施对莴笋产量和品质的影响

采用田间试验研究了沼液、沼渣与化肥配施的不同处理对莴笋产量和品质的影响。结果表明，与常规施化肥相比，单施沼液不能提高莴笋产量，其它处理均能使莴笋显著增产（2．9％-19．1％），沼渣＋N处理增产效果最明显。沼液和沼渣在配施一定比例化肥的基础上能增加莴笋叶和茎中Vc和氨基酸含量，施用沼液的处理均能提高莴笋叶和茎中还原糖含量，而施用沼渣仅提高莴笋叶中还原糖含量。