冬季猪场污水处理设施温室气体排放测试

为研究畜禽废弃物处理过程中温室气体泄漏与排放状况,该文利用静态箱对北京市北郎中猪场的污水处理单元进行了温室气体泄漏与排放测试。测试结果表明:厌氧消化罐泄漏造成的温室气体通量为5823．19 mg·m~(-2)·h~1CO_2当量,一、二级氧化塘其CO_2当量的温室气体通量分别为607．75、8．61mg·m~(-2)·h~(-1);由于污水以厌氧处理为主,各处理单元冬季的氧化亚氮排放很低,几乎可以忽略不计。     

DNDC模型模拟农田温室气体排放研究进展

在简要介绍DNDC模型(脱氮分解模型)及其在中国的应用与改进基础上,综述了中国学者利用该模型模拟与估算农田温室气体排放和减排调控方面的研究进展,提出未来模型在中国的发展应针对中国农业种植体系的特点,增加模型模块,修正模型参数,建立跨尺度农田生态系统综合评估模型,加强大尺度和长时间序列的温室气体排放模拟与预测研究。同时,加强遥感和地理信息系统技术与模型的结合,以提高区域尺度模拟和预测精度,降低模拟结果的不确定性。     

中国东北休闲期稻田温室气体排放

CH4, N2O and CO2 emissions from northeast Chinese rice fields were measured in the fallow season （November to March） to investigate the effects of freezing-thawing on the emissions. Both CH4 emission from and atmospheric CH4 oxidation by the soil occurred, but the flux was small. During the fallow season, rice fields acted as a minor source of atmospheric CH4, which accounted for about 1% of the CH4 emission during the rice growing period. The field was also a substantial source of atmospheric N20, which ranged between 40 to 77 mg m-2 and eu=counted for 40%-50% of the annual N20 emission. The largest N20 flux was observed in the thawing period during the fallow season. Laboratory incubation tests showed that the largest N20 flux came from the release of N20 trapped in frozen soil. Tillage and rice straw application （either mulched on the soil surface or incorporated in the soil） stimulated the CH4 and CO2 emissions during the fallow season, but only straw application stimulated N2O emission substantially.     

甜高粱乙醇全生命周期温室气体排放

甜高粱是中国发展非粮乙醇的重要原料之一。为研究中国不同地区发展甜高粱乙醇的温室气体(greenhouse gas,GHG)排放表现并识别出影响温室气体排放量的主要环节,选取黑龙江东部、新疆中部、山东北部和海南4个典型地区的甜高粱液态发酵制乙醇生产系统为研究对象,设计3种不同的副产物利用情景,以生命周期分析方法计算并比较了乙醇在全生命周期内的温室气体排放量。研究结果表明:1)在不考虑副产物利用的基准情景下,甜高粱乙醇全生命周期GHG排放量为同等热值汽油的66%～77%;2)原料种植阶段是影响甜高粱乙醇全生命周期GHG排放量的主要阶段,柴油、灌溉用电和农用氮肥是种植阶段GHG的主要排放环节;3)对茎秆废渣实施再利用可降低甜高粱乙醇全生命周期GHG排放量,废渣燃烧为乙醇生产供能或以废渣为原料生产饲料可使甜高粱乙醇全生命周期GHG排放量降低50%～64%。该文为甜高粱乙醇规模化生产相关政策的制定提供参考。     

土壤温室气体产生与排放影响因素研究进展

土壤是温室气体（如CO2、CH4和N2O）产生的重要源,土壤温室气体主要来自于微生物呼吸,植物根呼吸和土壤动物呼吸。土壤温室气体排放机制及其影响因素是研究全球碳氮循环的重要组成部分。研究表明,影响土壤呼吸的因素很多,土壤理化性质如温度、含水量、有机质含量、pH值、氧化还原电位（Eh）、土壤质地等因素都可以直接影响土壤微生物量及其生理生化过程,从而影响温室气体排放。其中,土壤温度,湿度、有机质含量是关键性因素。此外,地域气候、土地利用以及土地覆盖变化也可以通过改变土壤理化性质及呼吸底物来影响温室气体排放。文章重点论述了土壤温室气体排放机制,排放影响因素以及排放的日变化和季节变化规律。认为今后的研究方向应该是土壤微环境碳氮循环机制,土壤呼吸模型在尺度上的推延,以及注重中国陆地与近海生态系统碳固定及减少碳排放的对策和应用技术研究,特别在人工林碳固定及农业固碳减排方面加大研究力度等。     

农业微环境对土壤温室气体排放的影响

二氧化碳(CO     

江浙沪地区农业生产中温室气体排放研究

根据ＩＰＣＣ Ｇｕｉｄｅｌｉｎｅｓ（１９９５）提供的方法，对１９９０年江浙沪地区农业生产过程中温室气体排放进行了统计计算。农业生产中主要的温室气体排放是甲烷，江浙沪地区农业生产中ＣＨ４排放量为２２０３Ｇｇ，而ＣＨ４的排放主要来自水稻田，占总农业部门ＣＨ４排放的８０．３％。     

农业微环境对土壤温室气体排放的影响

二氧化碳（ＣＯ２）、氧化氮（Ｎ２Ｏ）、甲烷（ＣＨ４）等气体排放量的增加所引进的温室效应是全球变暖的主要促动因素。同时各种温室气体的产生和排放量也同样受其所处环境状况的影响与反馈作用研究各环境要素对土壤温室气体排放的主要影响机制是调节气候变化与温室气体排放循环反馈过程的关键环节,对减少温室气体排放、减缓全球变暖真挚具有较强的现实意义。阐述了土壤排放Ｎ２０、ＣＨ４对环境因素的影响,并提出温室气体减排措     

堆放奶牛粪便温室气体排放及影响因子研究

用静态箱—气相色谱法对两种不同堆放方式的奶牛粪便(自然堆放和覆盖玉米秸秆)在4个不同时段的温室气体排放速率进行了观测,结果表明：各个时段两种处理的温室气体排放速率变化趋势基本一致,但各个时段的排放速率有明显差异。两种处理温室气体的排放速率与牛粪温度相关极显著。覆盖玉米秸秆会减少CO₂、N₂O的排放,而且第3时段(2006年5月14日～6月14日)CO₂的排放速率和第4时段(2006年8月2日～8月30日)N₂O的排放速率与自然堆放的均差异显著;不同时段覆盖对CH₄的排放影响不同,第4时段覆盖处理的CH₄排放速率上升,并且与自然堆放的差异显著;其他时段两种处理温室气体的排放速率无显著差异。     

施肥对农田温室气体排放的影响研究

肥料的类型、施用量、施肥方式以及施肥时间都会影响农田温室气体的排放。以国内外相关文献为基础,综述了施肥对农田温室气体排放影响的研究进展,提出合理的减排施肥措施。     

夏季奶牛场污水覆膜存储池温室气体排放分析

为研究畜禽粪污处理过程中温室气体的排放状况,该文对夏季某奶牛场的覆膜存储池工艺贮存畜禽养殖场污水过程中温室气体CO_2,CH_4和N2O排放量及排放规律进行了研究。结果表明:覆膜存储池中CO_2,CH_4和N2O的排放浓度分别是(634.01±81.54)g/m3,(215.33±18.59)g/m3,(0.19±0.07)mg/m3;CO_2,CH_4和N2O的单位面积排放量分别是(4.18±0.53)g/(m2×h),(1.42±0.12)g/(m2×h),(0.0013±0.0005)mg/(m2·h)。CH_4和N2O的CO_2排放当量分别达到35.50和0.0004 g/(m2·h)。CO_2、CH_4和N2O的平均温室效应的贡献率分别是10.53%、89.46%和0。在该研究夏季监测期间,温度与CO_2和CH_4排放量有明显的正相关趋势,虽然其相关性均不显著(P0.05),但其在全年范围中温室气体排放及温度变化的相关性需要进一步研究。在覆膜存储中厌氧条件下,N2O的排放量很低,可以忽略不计。因此,如何加强对大量生成的CH_4进行综合高效利用,对降低奶牛场污水储存过程的温室气体排放至关重要。     

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。     

规模猪场污水多级处理系统中重金属总量及其形态变化特征

为探明畜禽养殖场污水处理过程中重金属总量及其形态变化特征,以苏南地区一规模猪场的污水处理工程为研究对象,系统分析了夏、冬两季各处理环节(厌氧消化、多级沉淀、水生植物处理)出水中Cu,Zn,As,Pb,Cr浓度变化。结果表明:夏季污水中Cu,Zn,As,Pb,Cr总体积浓度分别为4 024.9,6 656.0,22.9,193.8,319.6μg/L,冬季分别为6 490.3,1 1687.9,89.3,152.0,351.7μg/L。除夏季总As外,其他均高于国家农田灌溉水质标准。经多级沉淀和水生植物处理后,出水中各重金属总量显著降低(P0.05),均符合国家农田灌溉水质标准。夏季Cu,Zn,As,Pb,Cr的去除率分别达99.5%,99.2%,62.2%,88.7%,91.6%,冬季分别达99.8%,99.0%,91.0%,90.1%,87.9%。溶解态重金属含量变化复杂,总体上看,多级沉淀联合水生植物处理对污水中溶解态重金属有降低的作用,但夏季效果低于冬季。除夏季总As外,污水中其他重金属总量及其溶解态含量变化与p H值呈负相关,所有重金属总量与溶解态含量均与EC呈正相关。采用厌氧消化-多级沉淀-水生植物联合处理技术可有效降低猪场污水中重金属总量及其溶解态含量,提高养殖污水农田利用的安全性。     

微藻培养技术处理猪粪厌氧发酵废水效果

为降低猪粪厌氧发酵废水－沼液对环境的污染,研究通过培养微藻的方法对其处理的效果。分别采用灭菌和不灭菌的方式对沼液进行预处理,接种微藻后测定培养过程中微藻的生长状况和沼液中主要水质指标COD、NH3-N、TN及TP的降低情况。结果表明,各项指标均有较为明显的下降,其中最重要的2个指标COD和NH3-N分别降低了85%和55%,由此说明,利用沼液培养微藻可以有效地清除废水污染物,同时可以获得具有商业价值的微藻细胞。     

浸没式膜生物反应器处理猪场污水运行参数优化

污水处理是目前猪场废弃物污染防治的难题,结合猪场污水原水可生化性较好的特点,作者开展了浸没式膜生物反应器(MBR)处理猪场污水运行参数优化试验研究。试验选择3种溶解氧质量浓度(DO:1.5、1.5~3.0和3.0 mg/L)、3种水力停留时间(HRT:0.75、1.5和3.0 d)和3种回流比(200%、300%和400%),根据正交试验设计形成9个处理组,分3批在河南省某人工干清粪猪场进行试验,每批试验运行50 d(20 d驯化期+30 d试验期)。MBR有效容积30 L,自动进水和出水,污泥停留时间控制在25~30 d,反应器内水温控制在(20±5)℃,调节p H值为7~8。结果表明,当膜生物反应器进水化学需氧量(COD)、氨氮(NH4+-N)、总氮(TN)和总磷(TP)质量浓度分别为(3 277±1 192)、(203.8±51.2)、(361.0±133.3)和(65.0±23.1)mg/L时,出水的COD、NH4+-N、TN和TP质量浓度分别为(202±201),(56.6±54.0)、(91.6±69.1)和(19.2±10.0)mg/L,对应的去除率分别为94.3%±5.8%、70.0%±27.2%、70.7%±20.7%和68.3%±17.4%。MBR在去除污染物的同时,对污水中粪大肠菌群具有较好的去除作用,去除率达到99.9%±0.08%,试验中86.4%的MBR出水粪大肠菌群数能达到国家标准的卫生学指标要求。通过正交试验的极差分析发现运行参数对COD和NH4+-N去除效果的影响顺序为DOHRT回流比,对TP去除效果影响的顺序为HRTDO回流比,并优化出MBR最佳运行参数为DO 1.5~3.0 mg/L、HRT 3.0 d和回流比300%,对应试验中的处理4,其出水的COD、NH4+-N和TP质量浓度分别为(69.3±48.7)、(10.0±8.2)和(14.0±9.9)mg/L,相应的去除率分别为97.8%±1.5%、93.8%±5.0%和81.5%±14.2%。MBR出水可采用紫外线杀菌,杀菌后出水可望回用于圈舍冲洗以减少猪场生产的水资源消耗。     

猪场厌氧出水后续处理效果的测定

针对猪场污水厌氧处理出水的有机物浓度高，后续处理困难的问题，该试验对石灰混凝法处理猪场高浓度厌氧出水的效果进行了测试，并与氧化塘的处理效果进行比较分析。试验中选择了1和5g／L两种石灰投加剂量，对沉淀1、2、3、4、5和6h的净化效果进行取样分析；并对氧化塘猪场污水处理工艺连续取样三天，分析处理效果。结果表明：石灰混凝法投加剂量为5g／L、沉淀时间为5h时，对COD的去除率高达57.8％，明显好于氧化塘的去除效果；但对氨氮的去除率低于氧化塘。石灰混凝法沉淀时间短，基建投资小，可作为猪场污水进入二级处理或深度处理工艺前的可选择性过渡工艺。     

猪场厌氧出水后续处理效果的测定

针对猪场污水厌氧处理出水的有机物浓度高,后续处理困难的问题,该试验对石灰混凝法处理猪场高浓度厌氧出水的效果进行了测试,并与氧化塘的处理效果进行比较分析。试验中选择了1g／L和5g／L两种石灰投加剂量,对沉淀1、2、3、4、5和6h的净化效果进行取样分析;并对氧化塘猪场污水处理工艺连续取样三天,分析处理效果。结果表明:石灰混凝法投加剂量为5g／L、沉淀时间为5h时,对COD的去除率高达57．8％,明显好于氧化塘的去除效果;但对氨氮的去除率低于氧化塘。石灰混凝法沉淀时间短,基建投资小,可作为猪场污水进入二级处理或深度处理工艺前的可选择性过渡工艺。     

夏季猪场污水贮存过程中CO2、CH4排放试验

猪场粪污是重要的温室气体排放源,针对中国缺乏猪场污水贮存过程中温室气体排放参数的问题,该文选择温度较高的夏季,利用动态箱法于2007年6月对猪场的三格式化粪池进行了CO<2、CH₄气体排放测试。测试结果表明：当大气平均温度为28.4℃时,86%的温室气体排放源于一级和二级化粪池,一级、二级和三级化粪池的温室气体排放通量分别为407.5、383.0、127.7 g/(m2?h)二氧化碳当量;CH₄是本污水贮存单元中产生的主要的温室气体,一、二、三级化粪池排放的温室气体总量中,CH₄排放的贡献率分别为95%、96%、95%,控制一、二级化粪池甲烷排放将大幅度减少猪场污水温室气体排放