秸秆过滤猪场废水及滤料与猪粪好氧堆肥研究

秸秆具有较大的比表面积,对猪场废水中悬浮固体及氮素等养分具有较好的截留及吸附特性,有助于猪场废水后续资源化利用,但过滤后秸秆滤料的高效再利用又成为新的研究热点。该研究利用玉米秸秆过滤猪场废水,研究过滤后的秸秆滤料与猪粪好氧堆肥效果,堆肥过程中碳、氮转化及有害气体的排放规律。结果表明：玉米秸秆过滤猪场废水最优工艺条件为：滤层容重为0.15 g/cm3,过滤管径为9 cm,装填高度为40 cm,此条件下猪场废水总氮（Total Nitrogen,TN）、总悬浮固体和化学需氧量的去除率分别为22.80%、51.60%和76.81%。在初始C/N、环境温度、含水率、通风速率分别为20～35、22.32～32.05 ℃、65%、0.2 m3/h条件下,初始C/N越高,堆肥效果越好,堆体总有机碳（Total Organic Carbon,TOC）损失越大,而TN损失越小,有害气体排放主要集中在堆肥前期;初始C/N为35时,最高堆体温度达65.96 ℃,高温期（>50 ℃）可维持21 d,其中60 ℃高温长达12 d,种子发芽指数和TOC、TN损失率分别为81.03%、57.73%和10.08%,虽然CH4、CO2排放有所增加,但NH3、N2O排放和氮素损失显著降低（P<0.05）,CH4、CO2、N2O 3种温室气体的温室效应影响潜值为137.53 kg/t（以CO2为当量）。研究为秸秆滤料和猪粪的资源化利用及其好氧堆肥过程有害气体的减排提供基础依据。     

有机辅料对猪粪堆肥中氨气挥发的抑制效应及其影响因素分析

选取稻草、油菜秸秆和食用菌渣作为猪粪堆肥的有机辅料,研究三种堆肥体系中氨气挥发释放规律及其影响因素。结果表明,经过65 d的堆腐,稻草－猪粪、油菜秸秆－猪粪和菌渣－猪粪堆肥氨气挥发量分别为5.084、6.483和3.013 g/kg,是对照（纯猪粪）处理（7.836g/kg）的64.88%、82.74%和38.45%。从氨气的释放量和释放速率看,菌渣是一种较好的有机辅料。从氨气释放的时间变化特征看,稻草对猪粪堆肥氨气排放高峰期影响最为明显,主要表现为氨气前期猛烈释放且持续时间短,是猪粪快速腐熟技术优选的高效有机辅料。堆腐完成后,三种有机辅料均能减少水溶性NH4+-N的累积,增加水溶性NO3--N的含量,引起pH和EC值下降,提高堆肥全氮含量,促进堆肥有机物和粗纤维的降解,且以稻草和菌渣处理效果最为显著。     

稻草与猪粪混合厌氧消化特性研究

在中温条件下（35℃）,研究了稻草中添加猪粪对厌氧消化过程的影响,分析了消化过程中日产气量、累积产气量、甲烷含量、pH、挥发性脂肪酸以及硝态氮和氨态氮的变化。结果表明,将猪粪与稻草混合厌氧消化产沼气可以顺利进行,混合物的Vs产气量为330．14L·kg^-1 VS,沼气中甲烷含量为62．88％,添加猪粪对稻草产气量和有机酸的影响不明显,但对发酵过程中可能出现的酸积累有一定的缓冲作用。添加猪粪可以大幅提高发酵液中NO3-N含量,较稻草的处理提高34．53％,对提高消化液的肥料价值有重要意义。因此,将稻草与猪粪混合厌氧消化产沼气是完全可行的。     

不同有机物及其堆肥与化肥配施对小麦生长及氮素吸收的影响

采用15N示踪技术,选用水稻土和灰潮土在宜兴进行小麦盆栽试验,研究了稻草、猪粪及其堆肥与化肥配施对作物生长及氮素吸收的影响。结果表明,在水稻土和灰潮土上,不同有机物及其堆肥与化肥配施分别比单施化肥增产4.46%～24.82%和1.01%～20.53%,稻草堆肥和猪粪堆肥配施化肥处理籽粒产量分别高于稻草和猪粪直接与化肥配施处理。稻草和猪粪堆肥后更利于作物吸收氮素,增加植物体内15N累积。两种土壤上15N回收率表现为相同配比的堆肥处理未堆肥处理单施化肥处理。随着小麦生育期的推进,土壤微生物量氮和矿质态氮含量均呈下降趋势,稻草和猪粪处理的微生量氮含量始终高于稻草堆肥和猪粪堆肥处理。有机无机肥配施处理土壤矿质态氮在小麦生育前期低于单施化肥,成熟期则高于单施化肥。整个生育期中,稻草堆肥和猪粪堆肥处理土壤矿质态氮含量分别高于稻草和猪粪处理。因此,有机物堆肥后与化肥配施更有利于提高产量,促进作物对氮素的吸收利用。     

秸秆对猪粪静态兼性堆肥无害化和腐熟度的影响

为促进猪粪静态兼性堆肥产品无害化和腐熟,通过添加玉米秸秆调控堆体物理结构特性和碳氮比,采用传统自然发酵方式进行为期90d的静态兼性堆肥试验,分别设置纯猪粪处理(P)和秸秆调控处理(PC)研究静态兼性堆肥过程腐熟度指标、粪大肠菌群以及微生物群落结构演变特征。结果表明,秸秆调控增加了堆体孔隙率(提高19.41%),促进氧气向堆体内部扩散,增强了好氧微生物对有机质的降解,降低NH₄⁺-N,可溶性有机氮(dissolved total nitrogen, DTN)等植物毒性物质含量,提升了堆肥腐熟度,两组处理堆肥产品种子发芽指数分别为40.84%(P)和114.60%(PC)。静态兼性堆肥经过30～40 d自然发酵后,粪大肠菌群数量达到卫生安全标准,堆体温度、NH₄⁺-N和有机酸含量均会影响粪大肠杆菌的活性。堆体中微生物以厚壁菌门、放线菌门、变形菌门等与木质纤维素降解相关的菌门为优势菌门,堆体自上而下由好氧菌属演替为厌氧菌属,并形成好氧、兼性、厌氧的微生物分层。秸秆调控增加了堆体的好氧区域,促进和提高了猪粪...     

基于改进秸秆床发酵系统的厌氧发酵产沼气特性

为同时解决农业秸秆和分散式畜禽养殖废水的资源化问题,以打捆秸秆为固定相,以猪粪废水为流动相,构筑秸秆床厌氧反应器,并在反应器后部连接废水二级厌氧反应器,研究秸秆床发酵系统的产气特性及可行性。结果表明:秸秆床发酵系统可同时处理打捆秸秆和猪粪废水,且不影响各发酵原料的厌氧生物转化率,秸秆床发酵系统中秸秆干物质产气量为394.96 mL/g,略高于秸秆单独发酵(382.11 mL/g);秸秆床发酵系统产气稳定性大幅提高,避免了单一发酵原料日产气量波动较大的问题,对产气中平均甲烷体积分数影响明显,秸秆床发酵系统、纯猪粪废水和纯秸秆发酵产气中平均甲烷体积分数分别为57.40%、60.37%和47.32%;与各物料单独发酵相比,秸秆床发酵系统平均容积产气率大幅提高,纯秸秆和猪粪废水单独发酵容积产气率仅为秸秆床发酵系统的69.42%和66.94%;试验35 d后,秸秆机械强度和孔隙度明显降低,秸秆互相粘结导气性下降,造成秸秆上浮严重及进水短流,反应器出水化学需氧量浓度快速增加并稳定在较高浓度,故在秸秆床反应器后部必须连接废水二级厌氧反应器以进一步处理秸秆床反应器出水。综合以上结果,采用秸秆床发酵系统同时处理打捆秸秆和猪粪废水是可行的,但需解决发酵后期秸秆上浮、导向性下降和进水短流等问题。     

不同填充料对猪粪堆肥腐熟过程的影响

采用稻草、木屑、粉煤灰、树叶为猪粪堆肥的填充料，研究了不同填充料与猪粪混合堆肥的温度、总氮、NH4^ —N、NO3^-—N、水溶性有机碳(DOC)和种子发芽系数随时间的变化规律。结果发现，稻草在堆肥过程中很容易腐烂和结块，不宜单独用作猪粪堆肥的填充料；稻草 粉煤灰或树叶 木屑作为填充料加入猪粪混合堆肥中可改善堆肥物料的物理性质，减少物料的结块现象，促进NH4^-—N向NO3^-——N转化，有利于水溶有机碳的分解，提高种子发芽率，促进堆肥的腐熟。     

不同微生物对猪粪堆肥过程及其养分状况的影响

为使集约化猪场固态猪粪无害化和资源化,采用耐温性和猪粪水适应性选择法,从新鲜猪粪和堆肥中分离出地霉菌、解脂耶罗威亚酵母菌、凝结芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌和奴卡菌5株,并采用五因素两水平正交试验法,设计出15种不同组合发酵菌剂,研究其将猪粪发酵成有机肥的效果。统计分析显示,地霉菌和嗜热脂肪芽孢杆菌为最佳菌种。结果表明,利用发酵菌剂与猪粪混合堆肥发酵,堆肥的最高温度可由自然腐熟的67℃提高到72℃,速效养分较自然腐熟提高9.5%。因此,选择合适的发酵菌剂与猪粪混合堆肥,可较好地实现猪粪变有机肥的目标。     

畜禽粪便堆肥腐熟度评价指标体系研究

以牛粪和猪粪两种畜禽粪便分别与秸秆混合堆肥,全面考察了堆肥过程中与腐熟度有关的理化指标和生物指标变化。结果表明,在3个月的堆肥熟化试验考察期内,堆肥初期堆体升温迅速,50℃以上高温持续时间累计超过15d;物料pH值先升后降,60d后稳定在8.0左右;含水率和C/N持续下降,C/N60d后接近20;氨氮含量呈先升后降趋势,胡敏酸和富里酸比值则先降后升;Solvita腐熟等级、种子发芽势和根系建成指标不断升高,而作物生长指标则无显著变化。由腐熟度指标相关性分析表明,最能体现堆肥腐熟程度的Solvita腐熟等级与C/N、种子发芽势、根系建成指标呈高度相关,与含水率和腐殖酸呈低度相关。据此,结合常规温度指标建立了堆肥腐熟度评价指标体系,用于科学指导农牧业废弃物堆肥质量控制。     

不同填充料对猪粪堆肥腐熟过程的影响

采用稻草、木屑、粉煤灰、树叶为猪粪堆肥的填充料,研究了不同填充料与猪粪混合堆肥的温度、总氮、NH4 N、NO3- N、水溶性有机碳(DOC)和种子发芽系数随时间的变化规律。结果发现,稻草在堆肥过程中很容易腐烂和结块,不宜单独用作猪粪堆肥的填充料;稻草 粉煤灰或树叶 木屑作为填充料加入猪粪混合堆肥中可改善堆肥物料的物理性质,减少物料的结块现象,促进NH4 N向NO3- N转化,有利于水溶有机碳的分解,提高种子发芽率,促进堆肥的腐熟。     

膜生物反应器在猪场污水处理中的应用及技术现状

叙述了猪场污水的特点及膜生物反应器(MBR)处理猪场污水工艺的国内外应用及技术现状,对MBR用于猪场污水处理的几种典型工艺及应用实例、处理效果、操作条件的研究及膜污染和清洗方法等进行了讨论,并展望了MBR用于猪场污水处理的发展前景和今后的研究方向。     

膜生物反应器在猪场污水处理中的应用及技术现状

本文叙述了猪场污水的特点及膜生物反应器（MBR）处理猪场污水工艺的国内外应用及技术现状，对MBR用于猪场污水处理的几种典型工艺及应用实例、处理效果、操作条件的研究及膜污染和清洗方法等进行了讨论，并展望了MBR用于猪场污水处理的发展前景和今后的研究方向。     

味精废液与微生物菌剂联用对基质培番茄的促生效应

通过随机区组设计盆栽试验,研究了不同接种处理以及不同营养液(即稀释30倍并调整pH的味精废液、无机营养液和清水)对番茄根、茎、叶全氮含量,干物重,产量构成因子,功能叶片叶绿素SPAD值,基质pH和电导率的影响。结果表明,基质接种微生物菌剂能显著提高番茄茎、叶全氮含量,并对基质pH和电导率有一定的改善作用;味精废液由于含有丰富的有机、无机营养,在提高番茄营养组织含氮量、结果数、叶绿素SPAD值方面作用显著;特别是味精废液和微生物菌剂联用对提高番茄茎含氮量具有显著的正交互作用。显然,味精废液经稀释降低电导率、调整pH等改性处理后作为基质栽培营养液应用对改善番茄营养特性、提高番茄产量、降低成本、解决其处理难的问题具有很好的效果,可望作为植物营养资源化循环利用的一条有效途径。     

浮萍净化氮磷污水生长条件研究

对分布在长江三角洲地区的5个浮萍品种，通过不同环境温度下氮磷模拟污水化学需氧量(COD)、总氮(TN)和总磷(TP)三因素三水平正交试验，分别确定了5个浮萍品种在氮磷污水中的最佳生长条件，从而为进一步筛选长江三角洲地区高效净化氮磷污水的浮萍优化品种及其氮磷污水净化技术革新提供了基础。     

园林地慢速渗滤系统处理农村分散式生活污水

针对农村分散式生活污水处理设施缺乏而面源污染严重的问题,该研究从土壤自净功能出发,结合传统土地慢速渗滤处理系统和澳大利亚FILTER系统技术特点,提出了园林地慢速渗滤农村生活污水处理系统,优化了污水处理工艺中的布水和排水系统,提高了系统的污水接纳与处理能力。试验结果表明该系统对TN(总氮)、TP(总磷)、COD(化学需氧量)、TOC(总有机碳)、NH4+-N(铵态氮)均有较好去除效果,平均去除率分别为80.7%、89.2%、89.5%、60.2%、85.7%,出水水质达到一级A类标准。该系统对农村生活污水处理效果良好,具有技术可行、成本有效和管理方便等特点,为中国现阶段农村生态环境建设提供参考。     

微氧预处理对有机废水厌氧消化产甲烷的影响

为了考察微氧预处理对有机废物厌氧消化产甲烷过程的影响,论文以合成废水为试验材料进行了试验研究。结果表明,在厌氧消化反应前进行一定时间的微氧预处理,可以强化水解产酸菌的作用,促进有机底物的水解酸化,从而有效促进甲烷的产生。微氧预处理4 h可以提高甲烷产量28%,提高最大产甲烷速率57.5%。10 h的预处理则对产甲烷菌具有毒害作用,甲烷产量显著降低,预处理时间过短,促进效果不明显。最佳的预处理时间为4～6 h。微氧预处理在控制好处理时间时可促进有机物水解酸化,因此可应用于复杂有机物如厨余垃圾等的厌氧发酵。     

运行条件对膜生物反应器处理猪场厌氧消化液效果的影响

为探讨膜生物反应器处理猪场厌氧消化液效果和合适的操作条件,该文分别选择了三种不同的水力停留时间(HRT)、间歇曝气区曝/停比和膜出水抽/停比,根据三水平正交表安排试验.结果表明:进水COD为1240～1830 mg/L,BOD5为154～420 mg/L时,出水COD(化学需氧量)为208～811 mg/L,BOD5(生化需氧量)为7～13 mg/L,COD和BOD5去除率分别达到51.7%～83.2%和93.0%～97.1%.试验所选因素中HRT对COD去除效果的影响最大,HRT=24h与20 h、15 h时的COD去除率差异显著(P<0.05),分别平均提高7.3%和13.4%.当水温在24～28℃时NH4 -N去除效果随水温的升高明显提高,但水温上升到28.0～35.8℃时,NH4M; >-N去除效果随水温变化不大.     

马铃薯加工废水灌溉农田土壤肥力特征及其对施肥的响应

为探明施肥措施对马铃薯淀粉加工废水灌溉后农田土壤肥力的影响，设置7个施肥处理：T₁(CK)，不施肥；T₂，常规施肥；T₃，优化施肥(减氮增磷)；T₄，优化施肥+增氧剂；T₅，优化施肥70%+生物有机肥；T₆，优化施肥70%+生物有机肥+增氧剂；T₇，缓释肥(沃夫特26-10-12)，取样并检测土壤养分指标及微生物数量。结果表明，与灌溉前相比，灌溉后种植前0～20 cm和20～50 cm土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾均激增，分别增加68.65%、70.73%,95.47%、86.41%,434.60%、931.05%和485.07%、580.31%，收获后不同施肥处理土壤养分均显著下降，且处理间差异显著。灌溉后种植前0～20 cm土壤真菌、细菌和放线菌分别增加10倍、50倍和1.5倍，微生物总量增加34倍，收获后T₁中土壤真菌有所下降，其余施肥处理下土壤真菌显著增加，各施肥处理土壤细菌和微生物总量显著降低，放线...     

光合细菌强化高浓度酵母废水厌氧生物处理效果研究

高浓酵母废水的厌氧生物处理效率对废水处理系统的运行成本和经济可行性具有至关重要的作用。该文采用光合细菌强化厌氧污泥的方法处理酵母废水,考察了废水在厌氧处理前后的化学需氧量、色度变化以及光合细菌加入前后微生物的OTU分布、厌氧污泥细菌的物种门类、污泥古菌聚类结果序列数量的变化。结果表明:光合细菌加入后,单段厌氧反应器处理酵母废水化学需氧量和色度去除率分别由原来的58.20%、47.50%显著提升至75.12%和62.04%,光合细菌强化厌氧生物处理过程效果明显。微生物多样性分析发现在厌氧污泥驯化和添加光合细菌强化过程中,优势菌种不断累积,特异性增强,物种门类数目减少。光合细菌与其他异养细菌存在共生关系,加入光合细菌后污泥中产甲烷优势群落微生物明显增多,从而提高厌氧系统的处理效果。研究结果为高浓工业有机废水的有效处理提供了参考。     

纳滤膜法处理阿斯巴甜高含盐有机废水试验

为获取纳滤膜法处理阿斯巴甜高含盐有机废水的最佳操作工艺参数,建立了阿斯巴甜高含盐有机废水纳滤膜处理试验平台。对不同操作压力（1.6、2.0、2.4、2.8、3.2 MPa）、不同pH值（2、3、6、8、10）、不同温度（30、35、40、45、50 ℃）和不同进液流速（0.02、0.05、0.10、0.15、0.20 m/s）条件下,纳滤膜处理阿斯巴甜高含盐废水的膜通量、体积浓缩比、氯化钠去除率、氨基酸截留率和氨基酸回收率特性进行了试验研究。研究表明：采用纳滤膜处理阿斯巴甜高含盐有机废水,操作压力,温度、pH值和进液流速对纳滤膜的分离性能有不同程度的影响,试验得出的最佳操作压力为2.4 MPa,pH值为6,进液温度为40 ℃,进液流速为0.1 m/s,在该操作参数下,纳滤膜运行3 h,平均膜通量为21.5 L/（m2·h）,体积浓缩比为5.9,氯化钠去除率为96%,有机物L-苯丙氨酸和L-天冬氨酸截留率分别为89%和77%,L-苯丙氨酸和L-天冬氨酸回收率分别为90.6%和80.3%。试验研究为高含盐有机废水处理的工业应用提供了基础。