规模化猪场新建厌氧发酵系统对废水 有机污染物的处理效应

厌氧发酵系统是目前猪场普遍采用的污水处理技术。选择广东省10个规模化猪场新建厌氧发酵系统开展污水动态监测研究。猪场猪舍污水COD_(Cr)和BOD5浓度分别为1 057.6~3 873.7 mg/L和1 847.8~5 515.4 mg/L,厌氧发酵系统出水的COD_(Cr)和BOD5浓度分别为266.7~1 420.4 mg/L和534.4~2 490.2mg/L。经过厌氧发酵系统处理后,污水COD_(Cr)和BOD5浓度的降幅分别为63.33%~90.09%和54.82%~87.06%。猪场沼气池排水中BOD5/COD_(Cr)比值在0.53~0.71之间,有利于后续的好氧生化处理。沼气池排水经鱼塘、氧化塘等处理后,最终排出猪场。猪场排水COD_(Cr)和BOD5浓度较沼气池均明显降低,10个猪场中有9个猪场排水的CODCr和BOD5浓度均符合畜禽养殖业污染物排放标准,对周边环境的污染风险较小。     

温度及总固体浓度对实验动物粪便厌氧发酵产气特性的影响

为了探究温度、总固体浓度对实验动物粪便厌氧发酵产气量和产生沼气的成分的影响,确定实验动物粪便发酵的最佳温度和最佳进料量,通过自行设计的厌氧发酵装置,在恒温30℃、35℃、40℃、45℃、50℃条件下,分别进行了总固体浓度为8%、10%、12%、14%、16%、18%的厌氧发酵实验。本试验以清洁级(CL)wistar大鼠粪便和秸秆、普通级(CV)科研用实验兔粪便和秸秆的混合物(按C/N为25/1配比)为发酵原料,以常温厌氧发酵池的发酵料液为接种物(接种量为料液总量的30%),进行批量厌氧发酵试验,探究在不同温度下不同总固体浓度的发酵原料的厌氧发酵效果。结果显示,以清洁级(CL)wistar大鼠粪便和秸秆混合为发酵原料时,35℃、总固体浓度为18%为其最优试验组,日产气量的最大值和累积产气量分别达到463 m L和7557m L,且随着总固体浓度的增加,累积产气量有上升趋势;以普通级(CV)科研用实验兔粪便和秸秆为发酵原料时,由于pH过低,造成了试验失败,可见pH对于厌氧发酵的启动有着重要的影响。     

户用沼气池发酵料液内指标的动态监测与分析

以户用沼气池(8 m3)为研究对象,监测了一个发酵周期(发酵过程持续90 d)中沼气发酵料液内的指标变化,结果表明:随环境温度的变化,料液温度有所变化,但整体变化不大;从发酵初期到中期阶段,COD值逐渐增大,在发酵的第40~60天内变化平稳,此时产气量最大,发酵后期又逐渐变小;在发酵进行40 d时,料液内营养指标达到峰值,此时沼液肥效最佳。     

鸡粪玉米秸秆混合厌氧发酵产气特性分析

通过探索鸡粪与玉米秸秆不同配混比例对厌氧发酵产气特性的影响,以期提高鸡粪发酵的产气效率。采用自行设计的1 L厌氧发生器,在中温((35±1)℃)条件下,将鸡粪与玉米秸秆按照不同挥发性固体质量比9∶1、8∶2、7∶3、6∶4、5∶5进行配混,以单一鸡粪发酵为对照,分析不同处理厌氧发酵的产气特性和料液特性。结果表明,鸡粪与玉米秸秆混合厌氧发酵产气效率优于单一鸡粪发酵;当鸡粪与玉米秸秆配混比例为6∶4时,日产气量、累积产气量、甲烷总产量、容积产气率及挥发性固体产气量均较高,分别为802.54、12 933.23、7 757.06 m L及0.350 L/(L·d)和0.474 L/g,分别较对照高44.93%、159.62%、191.33%、159.26%和160.44%,且发酵料液pH值变化相对平缓,说明发酵周期内系统相对稳定。以单一鸡粪为主的厌氧发酵生产沼气过程中,适当添加玉米秸秆可提高发酵效率和产气量,二者配混比例为6∶4为玉米秸秆推荐添加量。不同原料混合厌氧发酵,可提升发酵效率和养殖场粪污处理速率,对改善生态环境和促进山西省养殖业、种植业可持续发展具有重要意义。     

牛粪与蔬菜废弃物厌氧发酵产气工艺优化

为提高牛粪和蔬菜废弃物厌氧发酵速率及处理效率,对牛粪和番茄秸秆混合厌氧发酵的适宜混合比例、发酵浓度、进料量及进料频率等工艺参数进行了优化研究。结果表明,牛粪与番茄秸秆混合厌氧发酵适宜配混比例(干物质比)为4∶6或5∶5、发酵浓度为12%,适宜进料频率为每10 d进一次料、进料量175 g/(L·次)。牛粪与番茄秸秆混合厌氧发酵关键工艺参数的确立,对快速处理牛粪和番茄秸秆等农业废弃物、增强混合厌氧发酵系统稳定性、提升厌氧发酵效率具有重要意义。     

貂粪沼气发酵产气潜力研究

[目的]研究不同料液比对貂粪沼气发酵产气效果的影响,为以貂粪为原料进行沼气发酵及貂粪的多样化处理提供参考。[方法]以貂粪为原料,沼液为接种物,35℃恒温厌氧发酵,比较不同料液比对貂粪产气效果的影响。[结果]试验表明,发酵料液配比为1∶2时,貂粪更易降解,产气量高。试验初步确定貂粪发酵的水力滞留时间为21 d。料液总固体(TS)浓度为6.0%时,貂粪的产气潜力为345.7 mL/g TS,350.3 mL/g挥发性固体(VS)。[结论]貂粪是一种无需调碳氮比且产沼气潜力很高的发酵原料。     

蘑菇栽培废料的厌氧发酵研究

[目的]探讨对蘑菇栽培废料进行厌氧发酵的可行性。[方法]分别以厌氧发酵液和活性污泥为接种物,对香菇栽培废料进行厌氧发酵,研究蘑菇栽培废料的厌氧发酵特性。[结果]整个发酵过程中,蘑菇栽培废料没有出现结壳现象。以活性污泥为接种物的产气量比以发酵液为接种物的多,且整个发酵过程稳定。当活性污泥为接种物时,日产气量随原料量的增加而增加。当原料浓度为12%时,在反应第10天产气量开始骤减,溶液呈酸性。当浓度超过15%时,反应液严重酸化,可引起后继反应终止。蘑菇栽培废料作为厌氧发酵原料的最佳进料浓度为8%~10%。[结论]使用活性污泥作为接种物对蘑菇栽培废料的厌氧发酵过程的稳定性具有明显促进作用。     

总固体质量分数对玉米和小麦秸秆中温发酵产气效果的影响

【目的】探索总固体质量分数与作物秸秆厌氧发酵效果的关系,为户用沼气最佳进料量的确定提供理论依据。【方法】分别以玉米秆和小麦秆作为发酵原料,以常温厌氧发酵池的底物为接种物,设计8%,12%,16%和20%4个总固体质量分数处理,采用自行研究设计的可控性恒温发酵装置在30℃中温条件下进行厌氧发酵,研究不同总固体质量分数对秸秆产气速率、累积产气量和干物质产气率的影响。【结果】各总固体质量分数处理条件下,发酵料液的产气速率变化均与其pH值关系密切;高总固体质量分数处理条件下,发酵料液易发生酸化,但在一定范围内,发酵仍然可以正常进行;玉米秆、小麦秆最大产气速率与累积产气量均随总固体质量分数的增加而上升;玉米秆干物质产气率在总固体质量分数为20%时达到最大值(297.78mL/g),小麦秆干物质产气率在总固体质量分数为16%时达到最大值(242.15mL/g)。【结论】总固体质量分数16%是玉米秆、小麦秆中温(30℃)液体发酵的最适宜质量分数。     

温度和碳氮比对木薯渣厌氧发酵产气量的影响

为研究温度和碳氮比(C/N)对木薯渣厌氧发酵制沼气过程中日产气量、累积产气量、容积产气率的影响,在统一干物质浓度、接种量的基础上分别进行为期31 d的的单因素试验.试验分别以C/N为25、30、35,发酵温度以30、35、40℃进行单因素三水平设计以优化木薯渣厌氧发酵的参数.结果显示,C/N在30时木薯渣厌氧发酵效果最好,发酵周期内平均日产气12.50 L,总累积产气量387.5 L,容积产气率为0.69 m3/(m3·d);发酵温度则在40℃时产气效果最佳,投料第5d达到日产气量最大值43.5 L,整个发酵过程总累积产气量295.3 L,平均日产气率9.53 L/d,干物质日产气率3.50L/(kg·d),容积产气率0.53 m3/(m3·d).     

控温和添加垃圾液对水葫芦发酵效果影响的研究

利用自制200 L厌氧发酵罐,分别在35℃和53℃恒温条件下,在剪切处理的水葫芦中添加不同比例的垃圾液进行厌氧发酵,观察对其发酵产气的影响及其发酵原料的全碳降解率.结果在相同控温条件下,添加40%和30%垃圾液处理的产气量及产气率分别是不添加垃圾液处理的产气量及产气率的1.32倍、1.19倍和1.87倍、1.48倍;相同进料量条件下,高温(53℃)发酵有利于发酵原料全碳的降解,发酵30 d后全碳降解率即可达到31.52%.水葫芦汁、渣分离的发酵总产气量比剪切处理提高46.10%,恒温35℃发酵15 d,水葫芦汁发酵沼液的COD降解率为75.73%,水葫芦渣发酵沼渣的全碳降解率为15.86%.     

不同肥料和青贮添加剂对苜蓿青贮的影响

为研究施肥管理和青贮添加剂对苜蓿青贮营养和发酵品质的影响,设计双因素试验,其中肥料处理包括有机无机复混肥为基础的3 个处理（添加蚯蚓粉A、添加木醋液B和添加芽孢杆菌C）,以及生物炭处理D、化肥-二铵处理E和不施肥的对照组F,青贮添加剂处理包括甲酸、木醋液和对照组,研究各处理苜蓿青贮营养和发酵品质的变化。结果表明,添加芽孢杆菌的有机无机复混肥显著提高了苜蓿青贮粗蛋白含量降低木质素含量(P<0.05),添加木醋液的有机无机复混肥显著提高了粗脂肪和乳酸含量,降低了pH值(P<0.05),化肥-二铵显著降低了木质素含量(P<0.05),三者均不同程度提高了苜蓿青贮营养和发酵品质。添加甲酸可以有效抑制发酵,显著降低了苜蓿蛋白水解(P<0.05),有效保存其营养成分,木醋液与对照相比显著提高了乳酸含量(P<0.05),提高其青贮发酵品质。不同肥料和青贮添加剂对苜蓿青贮综合营养和发酵品质的互作效应未达显著水平(P>0.05)。由此可见,苜蓿种植管理中施用添加芽孢杆菌或木醋液的有机无机复混肥或化肥-二铵,同时在青贮过程中添加甲酸或木醋液,均有助于苜蓿青贮营养和发酵品质的提高。     

木薯淀粉厌氧发酵液对西瓜生长和产量及品质的影响

以‘黑美人’西瓜为研究对象,研究施用木薯淀粉厌氧发酵液(化学耗氧量1 200 mg/L,用量为150 t/hm2)对西瓜生长发育、产量和果实品质的影响。结果表明:施用木薯淀粉厌氧发酵液,西瓜的侧蔓长度、侧蔓粗度、侧蔓节间长度、叶片长度、叶片宽度与常规施肥处理的差异达极显著水平,分别比常规施肥处理提高了64.4%、51.6%、13.5%、20.9%、16.8%;施用木薯淀粉厌氧发酵液西瓜的单株结瓜数、单瓜质量、单位面积产量与常规施肥处理的差异达极显著水平,分别比常规施肥处理提高61.9%、72.7%、105.8%,但第一瓜着生节位与常规施肥无显著差异;施用木薯粉淀厌氧发酵液极显著提高了西瓜的纵径、横径、果形指数、纵周长和横周长,分别比常规施肥处理的高35.2%、20.9%、9.4%、26.4%、30.0%;施用木薯淀粉厌氧发酵液的西瓜的可溶性固形物、可溶性糖、可溶性蛋白、V-C和可滴定酸含量极显著高于常规施肥处理的,分别比常规施肥处理的高34.2%、58.8%、14.3%、26.8%、50.0%,但可食率的差异不明显。表明木薯淀粉厌氧发酵液可作为追肥在西瓜生产中应用。     

干物质浓度对菠萝叶渣干式厌氧发酵产沼气的影响

在C/N为25∶1,温度为（35±1）℃,接种量为30%的条件下,试验设计了A、B、C、D 4个试验组,其干物质浓度分别为15%、20%、30%、40%,以废弃的菠萝叶渣为原料,在自行设计的沼气发酵装置上进行了干式厌氧发酵试验,对菠萝叶渣干式厌氧发酵的可行性及干物质浓度对发酵过程的影响进行了研究。结果表明,菠萝叶渣用干式厌氧发酵工艺处理是可行的;干物质浓度为20%的试验组的产气量为556.9 L,明显优于其他3组;原料产气率和池容效率也优于其他3组;而干物质浓度对CH4含量的影响不大。该项研究对菠萝叶渣的资源化利用提供了有益的参考。     

牛粪常温厌氧发酵特性的试验研究

[目的]探求较低温度下厌氧发酵的变化规律,为提高厌氧发酵效率提供科学数据.[方法]利用固体发酵罐,采集呼图壁西域春奶牛场的鲜牛粪为常温厌氧发酵的原料,以容器体积的1/4原料量进行39 d的厌氧发酵,并对发酵前后牛粪常规理化指标进行了检测分析.[结果]常温厌氧发酵从第7 d开始产气,第31 d停止产气,总产气量是3 893 mL,第26 d时沼气的日产气量相对最高,达730 mL/d;外界温度和pH是影响产气量的主要因素,其中堆体中层温度>表层温度>室温,pH(在6.4～7.3)总体表现为下降的趋势;TN含量有一定降低,TP含量呈上升趋势,TK含量变化不明显.[结论]牛粪作为有机肥完全符合技术指标要求,而且发酵后,总养分和有机质均有一定程度的增加.     

基于分批添加策略的高浓度玉米生料酒精发酵

[目的]优化高浓度玉米生料酒精发酵的工艺。[方法]在外环流式发酵罐中,考察了起始发酵醪加入量、起始添加时间、添加间隔时间及每批添加量等因素对玉米生料酒精发酵的影响,并将优化工艺应用于高浓度酒精的发酵。[结果]按料水比1.0∶2.3,添加100AUN/g原料的生淀粉酶获得初始发酵醪,取30%加入外环流式发酵罐,接种发酵,至2 h起每30 min添加5%的剩余发酵醪,30℃恒温发酵72 h,发酵终点酒精度达到120.0 g/L,淀粉利用率为90.08%,与普通工艺相比酒精度提高了15.3%。将该工艺进一步应用于高浓度生料酒精发酵,当料水比为1.0∶1.8时,酒精度达到133.6 g/L,淀粉利用率为86.6%。[结论]该试验提出的分批添加强制循环生料酒精发酵工艺能明显提高酒精浓度和淀粉利用率,有利于高效、清洁酒精生产工艺的建立。     

大中型沼气工程工艺流程·发酵原料及其产物测试分析

对上海市崇明前卫村大中型沼气工程工艺过程进行了分析,并对其运行过程中沼气发酵原料及其产物特性进行了测试与分析。结果表明,养殖场排放的禽畜粪污经过沼气发酵后,所产沼气的主要成分中,甲烷为63.7%,二氧化碳为20%,硫化氢为0.04%,氧气为2%,沼气成分在正常运行范围内,沼气工程处于正常稳定运行中;经沼气发酵后,沼液、沼渣中容易为作物吸收的速效养分有较大的提高,是高效的有机肥料。沼液及沼渣中速效P占全P含量的比重分别比发酵原料提高了30%和20%;沼液中速效K占全K含量的比重则高达99.4%,较原料速效K比重增加了20%;沼渣中速效K占全K的比重为76.2%,与原料中速效K占全K的比重没有太大差异。     

杏鲍菇液体菌种发酵过程相关指标变化规律

[目的]研究杏鲍菇液体菌种发酵过程相关指标变化规律,以进一步有效指导杏鲍菇液体生产。[方法]对杏鲍菇液体菌种发酵罐培养过程中菌丝量、CO2浓度及pH的变化规律进行研究。[结果]菌丝量与CO2浓度变化基本符合微生物增长的"S"型曲线。培养初期菌丝量增长缓慢,第4~8天快速增长,增长量维持在0.5 g/L以上;第9天后菌丝量增长速度趋于缓慢,菌丝量也逐渐趋于平稳,培养后期菌丝量略有下降。培养过程中pH变化较小,从培养初期到对数生长期,pH下降幅度不超过0.50。[结论]液体菌种发酵时间以8~9 d为宜。