固液分离对牛粪利用效果的影响

预处理可以提高牛粪利用的效果,该文研究了利用螺旋压榨固液分离机对牛粪加水固液分离后固形物和分离液的纤维含量,固形物的热值、分离液的黏度和碳氮比。利用压块成型机对分离后固形物进行压块,为沼气发酵增温保温提供燃料,并将分离液与未分离的原牛粪进行厌氧发酵对比试验,结果表明,分离液发酵可提高甲烷产率,缩短发酵水力停留时间。在（35±2）℃条件下,原料挥发性固体含量（VS）分别为4.86%和4.98%时,30%接种量,分离液的产气率比原牛粪提高32.68%。研究结果对高寒地区牛粪资源化利用具有参考价值。     

畜禽粪污固液分离机断齿螺旋脱水装置运行参数优化

固液分离是畜禽粪便后续处理利用的重要环节,针对现有固液分离机处理高浓度粪污混合物存在效率低、分离效果差等问题,该文设计了一种断齿螺旋脱水装置,以高浓度猪粪为试验对象,采用Box-Benhnken中心组合试验对断齿螺旋脱水装置的工作参数进行了优化试验,以螺旋转速、间断距离、配重位置为影响因素,以分离效率和挤出物含水率为目标函数,建立了影响因素与目标函数之间的多元数学回归模型。通过试验并结合生产实际,最终获出最佳工作参数组合为:间断距离37 mm,转速56 r/min、配重块处于配重杆309 mm位置处(相对位置),此时分离效率为5.43 m3/h,挤出物含水率为53.52%,试验结果与理论优化值间的误差小于10%,最优参数组合下固体回收率实测值为54.91%,表明该文得出的多元数学回归模型与真实值间的拟合度较高,可为高浓度粪污混合物固液分离机的设计与应用提供参考。     

基于低速离心分离技术的水禽粪污预处理装置研发

针对水禽粪污和沼液类较黏稠、固形物颗粒小的污水,现有分离技术存在能耗高、分离效率低等问题,该研究提出一种绿色节能的离心分离方法。通过单因素试验,明确筛网目数、离心转速和分离时间对水禽粪污中主要污染物去除效果的影响。采用二次通用旋转设计进行优化试验,得到低速离心分离技术的优化参数组合。经过离心分离机试验验证,当分离时间为3 min、筛网目数为120目（孔径大小为0.13 mm）、离心转速为700 r/min时取得较好分离效果,此时水禽粪污总固体（total solid,TS）去除率为50.20%,挥发性固体（volatile solid,VS）去除率为57.59%,化学需氧量去除率为5.39%,氨氮去除率为4.39%,总磷去除率为5.76%。以试验结果为依据研发分离装置并实地运行,分离效果（TS去除率为53.21%,VS去除率为58.61%）与高速离心机械相当,且每吨污水处理成本相较卧式螺旋离心机降低近22%,表明低速离心分离技术可行,为去除水禽粪污中悬浮性固体提供了一种新方案,具备工程化推广意义。     

大球盖菇漂烫液喷雾干燥制营养精粉工艺优化

为了充分利用大球盖菇漂烫液的营养成分,对其进行喷雾干燥,并优化其工艺参数,选取热风温度、雾化压力和总固形物质量分数3个因素进行响应面法组合设计,对大球盖菇漂烫液喷雾干燥工艺参数进行优化。结果显示:大球盖菇漂烫液喷雾干燥的较佳工艺条件为β-环糊精添加量15%、进料流量10mL/min、进料温度70℃、热风温度172℃、雾化压力92MPa、总固形物质量分数15%,该条件下大球盖菇漂烫液营养精粉得率为60.26%、抗氧化保留率83.92%、含水率3.2%、溶解时间65s。研究为实现大球盖菇漂烫液的资源化利用提供参考。     

牛粪厌氧发酵过程中的分层流变特性

厌氧发酵过程中,物料分层及各层料液黏度、密度等参数是搅拌装置设计的重要依据。该文采用接力试验研究了牛粪中温厌氧发酵过程中各层料液基础物性的变化情况。结果表明:牛粪厌氧发酵过程中,反应器中料液密度自上而下逐渐变大,且各层密度随总固体含量增加而升高,反应过程中各层密度均在发酵第4天达到最大值,料液总固体质量分数为4%、6%、8%时对应的上中下层溶液的密度最大值分别为1.02、1和1.02,1.02、1.03和1.07,1.03、1.03和1.07 g/cm3。受料液分层的影响,反应器中上层和中层料液黏度呈先增大后减小并逐步趋于稳定,下层料液黏度以初始黏度为最大,且不同初始料液总固体含量对黏度变化过程具有显著影响,TS=4%时,上、中层料液黏度分别在第7天、第4天达到最大值11.5和14.7 m Pa·s,下层初始最大黏度为107 m Pa·s;TS=6%、8%时,上、中层料液黏度均在第4天达到最大值,上层料液黏度最大值分别为25.5和63.5 m Pa·s,中层料液黏度最大值分别为15.5和95.5 m Pa·s,下层初始最大黏度分别为135.5和185.5 m Pa·s。随着初始物料总固体含量的增加日产气量也相应增高,产气高峰出现时间相应提前;TS=8%时的累积产气量分别比6%和4%提高了21.4%和8.71%,但产气中甲烷含量增加速率基本相同,并在第10天左右基本趋于稳定。该结果可为厌氧发酵反应器的搅拌装置设计提供参考。     

花生秧厌氧发酵产沼气试验

试验以花生秧为原料,采用厌氧发酵工艺,对其沼气发酵潜力进行研究,结果表明花生秧沼气发酵潜力达0.349m3/Kg。采用正交试验方法对花生秧沼气发酵的工艺参数优化配置进行了研究,结果表明发酵温度,发酵料液总固体浓度,pH值对其发酵结果均有不同程度影响,其中发酵温度和总固体浓度对沼气产量和甲烷产量的影响显著。最优的工艺条件为：发酵温度35℃,总固体浓度20%,pH=7.5,接种量1∶1。添加一定比例牛粪能明显提高产气速度。该文为规模化利用花生秧生产沼气提供了参考。     

雪莲果水溶性粗多糖提取分离工艺优化

为了考察雪莲果中粗多糖的较优提取分离工艺,采用水提取法提取雪莲果中多糖,以提取温度、料液比、提取时间、乙醇终浓度为影响因素,在单因素试验的基础上进行四因素三水平的正交试验。正交试验以粗多糖得率为考察指标,优化粗多糖的提取分离工艺。四因素中提取温度对试验结果影响最大,其次是乙醇终浓度和料液比,最后是提取时间。雪莲果粗多糖较优提取分离工艺为提取温度90℃,乙醇终体积分数为80%,料液比1∶20g/L,提取时间2 h。在此条件下粗多糖得率为5.11%,粗多糖的总糖质量分数为46.2%。     

牛粪固液分离液两相厌氧发酵技术

与单相沼气发酵相比,两相厌氧发酵具有有机负荷大、发酵稳定性高、水力停留时间短、产气效率高的特点,为了提高牛粪厌氧发酵效率,该文在中温（35±2）℃条件下对牛粪加水固液分离后分离液进行两相厌氧发酵试验研究,在发酵液体积为5L,总固体质量分数为6.60%,产酸相水力停留时间为3 d,产甲烷相水力停留时间为7 d,后发酵1 d的条件下,化学需氧量去除率达到52.81%,底物（以挥发性固体计）的产气率达到181.45 L/kg,研究结果为提高牛粪资源化利用效果提供了一定的参考价值。     

振动磨超微粉碎黑木耳的试验研究

为优化利用振动磨对植物性物料进行超微粉碎的工艺参数,在理论分析振动磨超微粉碎参数对粉碎效果影响的基础上,试验研究了振动磨激振力对超微粉碎的影响.以磨介质充填率、进料粒径、粉碎时间、球料比为试验因素,以粉碎后物料的颗粒粒径及其分布作为评价指标,对黑木耳超微粉碎进行了二次回归正交旋转组合试验,建立了粉碎指标与试验因素间关系的回归方程,并分析了试验因素对超微粉碎指标的影响程度和影响趋势.通过优化计算和综合分析,确定了振动磨超微粉碎黑木耳的优化工艺参数为进料粒径为120目、粉碎时间1.75 h、磨介质充填率53%、球料比4.5.在此优化工艺参数组合下,得到的黑木耳超微粉平均粒径D50为4.6μm.研究结果为利用振动磨进行黑木耳超微粉碎加工工艺参数的确定提供了依据.     

畜牧混合废弃物分选装置运行参数试验研究

为验证一种新型畜牧混合废弃物分选装置的功能并制定合理的运行参数,以混合物料含水率MC、进料流量Q、柔性物分离器转速Nr为试验参数,采用二次正交旋转组合试验设计,建立评价指标与试验参数之间的回归模型,并运用目标优化的方法对模型进行优化。研究结果表明,试验样机能够实现混合物组分的按类分选,试验因素组合为含水率87.8%,物料流量41.6 L/min,柔性物分离器转速64.5 r/min时可获得最高的柔性杂质分离率;在以上因素情况下,以沉降性杂质分离率及物料损失率作为评价指标,试验得出沉降性杂质分离器的最佳转速为6 r/min。研究为提高畜牧混合废弃物分选装置的分离性能及结构优化提供了依据。     

猪场废水厌氧发酵前固液分离对总固体及污染物的去除效果

养殖废水中高浓度污染物质主要来自于固态粪污的溶解或微生物的分解作用,在废水产生后立即进行固液分离,可以有效将废水中还未溶解的固态物质分离出去,从而降低废水中污染物的含量和减轻后续生化处理的压力。该研究以猪场废水为研究对象,采用离心分离方式对废水进行固液分离,主要考察废水中总固体、化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)及氮磷化合物的去除效果。结果表明,离心分离可使废水中总固体去除50%~65%,COD去除效率在45%~55%,N、P元素的去除率在30%~50%之间。通过甲烷化潜力测试研究,发现离心分离可使废水中可厌氧生化物质去除50%以上,这可大幅节约生化处理池的建造体积和处理周期。以万头猪场日产100 t废水量为例,生化前离心处理较直接生化处理可节约45%的废水处理成本。该研究可为大中型养殖场就如何节约废水处理工程投资和处理成本上提供新的设计思路与参考依据。     

猪和奶牛粪便的粒径及养分分布对固液分离效率的影响

以猪、奶牛粪便为材料,按＜0.15、0.15-0.5、0.5-1.0、＞1.0 mm不同粒径,分析了猪、奶牛粪便粒径分布,同时分析了4种不同粒径颗粒中N、P、K养分含量,采用XY型螺旋式畜禽粪便固液分离机,在0.5、1.0 mm两种孔径筛网下,进行了固液分离,分析比较了机械固液分离对相应粒径粪便固形物及养分回收效率。结果表明,猪、奶牛粪便粒径分布以〈0.15 mm小颗粒为主,占其粪便重量的57.99%-68.34%,奶牛粪便颗粒粒径大于猪粪便,仔猪与育成牛粪便粒径小于育肥猪与泌乳牛粪便。猪、奶牛粪便中N、P、K养分近80％以上呈水溶性或存在于〈0.15 mm小颗粒之中。粪便机械固液分离获得的固形物与固形物中N、P养分回收比例高于相应筛网孔径粪便颗粒与养分所占比例,奶牛粪便固形物回收率为45.5％,远高于猪粪的27.8％,N、P养分回收率分别为7.14%-19.71%、7.38%-21.18％。     

奶牛粪便与秸秆混合发酵过程通风工艺优化

通风是影响好氧发酵的重要技术参数,但目前对于奶牛粪便好氧发酵通风缺乏系统研究,导致发酵后物料质量参差不齐,为优化奶牛粪便好氧发酵过程中的通风参数,该研究采用响应曲面法,以通风速率、通停比、通风时间为3因素,通过中心组合试验设计方法(Box-Behnken Design)设计17组试验,以含水率和病原菌去除效率为响应值,...     

基于动态箱法的北京延庆区牛粪堆放CH4和N2O排放量估算

畜禽粪便堆放管理会造成甲烷(CH_4)和氧化亚氮(N_2O)等温室气体的大量排放。通过联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)建议的排放系数等方法,可以实现对某一区域范围内畜禽粪便管理系统的温室气体排放总量的估算,但由于其排放受粪便管理、气候条件等因素的显著影响,直接套用IPCC的默认系数会产生较大的误差。为更加准确估算中国奶牛粪便管理所造成的CH_4、N_2O排放,该文在对北京延庆区奶牛生产与粪便管理模式进行了实地调研的基础上,采用动态箱法模拟了奶牛粪便不同季节短时自然堆放管理模式下的CH_4、N_2O排放过程,并对区域内的年温室气体排放总量进行了测算。研究结果表明,奶牛粪便在一个月的自然堆放管理模式下,每千克牛粪挥发性固体在春、夏、秋季的CH_4排放量分别为223.97、4 603.31、351.38 mg,每千克牛粪N_2O排放量分别为5.86、9.43、0.81 mg。2016年北京延庆区全年奶牛粪便CH_4、N_2O排放总量分别为13 342.50、347.87 kg。延庆区奶牛粪便堆放管理过程的CH_4排放因子为1.50kg/(头·a),小于IPCC指南中的1.78 kg/(头·a);受堆放时间较短的影响,N_2O的排放因子则显著小于IPCC的推荐值。若直接使用IPCC默认参数估算延庆区奶牛粪便堆放管理过程中的CH_4和N_2O排放量,会造成排放量的高估。     

挤压膨化工艺参数对玉米淀粉出酒率的影响

合理的原料预处理工艺可以提高玉米淀粉出酒率,该文用单螺杆挤压膨化机对脱胚玉米进行挤压膨化,以模孔直径、套筒温度、物料含水率、螺杆转速和酵母添加量作为因素,以挤压膨化脱胚玉米淀粉出酒率为考察指标,采用5因素5水平(1/2实施)进行二次正交旋转组合试验设计,探讨了挤压膨化工艺参数和酵母添加量对挤压膨化脱胚玉米淀粉出酒率的影响规律,得到了优化的工艺参数:模孔直径为12mm,套筒温度140℃,物料含水率19%,螺杆转速200r?min-1,在酵母添加量为0.4%时,玉米淀粉出酒率可以达到55.81%。     

玉米螺旋式清选装置的设计与试验

针对传统振动筛存在噪音大、筛分效率不高等问题,该文基于螺旋输送原理设计出一种玉米螺旋式清选装置,装置主要由输送搅龙、料槽、半圆筛片、减速电机、变频器等组成。输送搅龙外径为100 mm,螺距为100 mm,工作长度为2 000 mm,螺旋轴轴径为20 mm,6 mm孔径的筛片开孔率约为40%,16 mm孔径的筛片开孔率约为35%。以筛分效率和破碎率增加值为试验指标,对含水率为14.5%的玉米分别进行大杂清选试验和小杂清选试验。大杂清选试验结果显示,筛分主要在筛片前部分完成,且破碎率随着输送搅龙转速的增加而增加。小杂单因素试验表明,随着输送搅龙转速的增大,筛分效率逐渐增加,破碎率增加值逐渐增大;随着初始填充系数的增加,筛分效率缓慢降低,破碎率增加值逐渐增大;随着输送角度的增大,筛分效率先增加后减小,破碎率增加值逐渐增加。小杂正交试验结果表明,3种试验因素的最优组合为初始填充系数20%,输送角度0°,输送搅龙转速500 r/min;显著性检验结果显示,输送搅龙转速对筛分效率和破碎率增加值的影响均显著（P<0.05）;输送角度对筛分效率和破碎率增加值的影响均不显著（P>0.05）;而初始填充系数对筛分效率的影响显著（P<0.05）,但对破碎率增加值的影响却不显著（P>0.05）。该装置工作过程中噪音较小,运行可靠,筛分效率达到98.5%,试验结果可为后期研发螺旋式清选设备提供参考。     

MSW Compost Reduces Nitrogen Volatilization During Dairy Manure Composting

Manures lose N through volatilization almost immediately after deposit. Attempts to control losses include the addition of a C source to stimulate nitrogen immobilization. Composting is a treatment process that recommends the addition of carbonaceous materials to achieve a C:N ratio of 30:1 to stimulate degradation and immobilize nitrogen. Dairies near cities may be able to reduce N loss from manures by composting with urban carbonaceous residues such as municipal solid waste (MSW) or MSW compost that, by themselves, have little agronomic value. Studies were conducted using a self-heating laboratory composter where dairy solids were mixed with MSW compost to determine the reduction of N loss during composting. One-to-one mixtures (v/v) of dairy manure solids and MSW compost were composted and NH₃ volatilization, CO₂ evolution and temperatures were compared to composting of manure alone. Addition of MSW compost resulted in increased CO₂ evolution and reduced N loss. Nitrogen loss from composting dairy manure alone was four to ten times greater than that from composting dairy manure mixed with MSW compost. Adjustment of the C:N ratio to 25 by adding MSW compost to manure appeared to be the major factor in reducing N losses.