农副产品加工过程的FPGA高速多路数据采集系统

介绍一种基于FPGA的高速多路数据采集系统,描述该系统的主要构成及FPGA实现方法。该系统在硬件上采用了EP2C5T144C8器件,实现对高精度A/D转换器TLC549的控制、多路数据转换与存储等功能,软件上采用VHDL硬件描述语言实现。该系统具有速度快、可靠性高、结构简单、体积小等优点。将该系统可应用于农副产品加工过程中的质量监测数据采集,能有效推进农副产品加工过程中检测技术的速测化、智能化、动态化及便携化,为农副产品安全生产与消费提供有害残留物快速检测的技术支撑。     

畜禽粪便热解气体的红外光谱分析

为了解畜禽粪便热解过程析出气体的主要成分以及气体析出规律,该文在30℃/min的升温速率条件下进行了猪粪、牛粪、羊粪和鸡粪的热解试验,利用傅里叶变换红外光谱（FTIR）技术对热解过程中气体产物的排放特性进行了分析。试验结果表明,畜禽粪便气体产物主要在250～500℃析出,其主要成分为H2O,CO,CO2和CH4等,其中H2O、CO和CO2的析出峰为双峰,H2O和CO2均在350℃附近形成最大析出峰,H2O约在150℃形成第1个析出峰,CO2约在710℃附近形成的第2个析出峰,CO在350℃处形成第一个析出峰,其最大析出峰形成于710℃处左右,CH4析出特性为一单峰,在530℃附近形成最大峰值。该文研究结果为热解反应器的设计和优化提供参考。     

肉鸭粪肥替代化肥对小白菜及土壤环境的影响

为探究肉鸭粪肥部分替代化肥对小白菜品质及土壤环境的影响,采用盆栽试验的方法,研究了好氧堆肥、异位发酵床、黑膜厌氧塘3种方式腐熟的肉鸭粪肥等氮量替代30%、50%和70%化肥下,小白菜产量、品质及土壤环境的变化情况。结果表明：在38 d的生长期内,配施肉鸭粪肥可显著提高小白菜可溶性糖以及可溶性蛋白的含量,黑膜厌氧塘处理的鸭粪肥30%替代化肥对提升小白菜鲜质量,菜叶中可溶性糖和可溶性蛋白效果最优;肉鸭粪肥部分替代化肥处理相较纯化肥处理可使小白菜中硝酸盐含量下降31.4%～41.1%。配施肉鸭粪肥30%替代化肥处理,小白菜地上部重金属As、Cr、Cd的含量均未超出食品安全相关标准的安全限值;而当好氧堆肥处理后的肉鸭粪肥替代比例为50%和70%时,菜叶中Pb含量超标。在本试验条件下各肉鸭粪肥替代化肥处理均未增加土壤重金属污染等级,但增加了土壤中抗生素的种类,且主要以氟甲砜霉素为主。研究表明,肉鸭粪肥等氮量部分替代化学氮肥施用有助于增加小白菜产量,提升小白菜中可溶性糖和可溶性蛋白含量,降低其硝酸盐含量,对小白菜和土壤中重金属的影响较小,但会增加土壤中抗生素的种类,综合结果表明黑膜厌氧塘处理的肉鸭...     

我国生猪粪尿养分资源测算及土地承载力分析

基于我国生猪养殖行业发展现状,通过查阅文献资料采用排泄系数法估算了全国生猪(本文指肉猪和繁育母猪)所排泄的粪尿资源总量,并基于其养分含量计算土地承载力。结果显示,2021年我国生猪粪尿产生总量达到了51 695.88万吨,其中粪便、尿液占比分别为28.14%、71.86%,经收集、贮存和处理过程后可供给230.39万吨氮、57.61万吨磷。同时按粪肥替代40%化肥施用作物上计算,全国生猪粪污土地承载以N、P计分别为19.5亿头和21.9亿猪当量,其中新疆、内蒙古和黑龙江等省份的养殖承载空间巨大,北京、海南和云南等地区的养殖承载力较低。综上所述,全国生猪养殖与粪污资源分布不均衡,但粪尿资源总量巨大,且粪污土地承载力较大,应加快优化养殖布局,推进畜禽粪便资源化利用,提高粪肥利用率,种养结合,最终实现畜牧业的绿色可持续发展。     

规模化笼养蛋鸡舍冬季氨气和颗粒物排放特征研究

畜禽养殖的氨气(NH3)和颗粒物(particulatematter,PM)排放已成为危害人畜健康,并可能造成环境风险的重大问题。该文选择北京郊区一典型规模化蛋鸡养殖舍,对典型冬季条件下蛋鸡舍的NH3和PM排放进行了连续8d的监测;并根据二氧化碳平衡原理,对NH3及PM的排放通量进行了估算。研究结果表明,蛋鸡舍出风口处NH3平均质量浓度为(4.58±3.29)mg/m3,每只鸡NH3排放通量为(32.2±12.5)mg/d。蛋鸡舍出风口处PM2.5、PM10和总悬浮颗粒物(total suspended particulates, TSP)质量浓度为(0.13±0.06)、(0.81±0.16)、(3.28±1.32)mg/m3,每只鸡PM2.5、PM10和TSP排放通量分别为(0.7±0.4)、(6.3±1.4)、(27.6±12.5)mg/d。氨气以及PM的排放均随着舍内1次/2 d的机械清粪频率呈现2 d的周期变化趋势。除清粪作业、鸡群日间活动等影响外,舍内PM2.5浓度一定程度上受舍外环境本底值影响。舍内PM2.5与PM10的比例在10.4%~20.4%之间。舍内PM2.5颗粒上所含的K+、Mg2+含量均显著高于舍外环境本底PM2.5(P0.05)。同时舍内及舍外PM2.5颗粒上解析出来的阳离子所带的电荷量均高于阴离子。研究结果可为畜禽养殖NH3和PM排放清单的编制提供基础参数;同时对畜禽舍PM的组分研究,可为后续开展二次无机气溶胶形成机理以及颗粒物源解析的研究提供支撑。     

通风速率对异位发酵床处理肉鸭粪污的效果研究

为探究不同通风速率对异位发酵床处理肉鸭粪污的效果,以锯末和稻壳按6∶4体积比配制发酵初始垫料,设置3个处理(A1、A2、A3),通风速率分别为0.02、0.05、0.10 m3· min-1 ·m-3,通过每日定量向异位发酵装置中投加肉鸭粪污,监测38 d发酵过程中垫料的理化指标以及腐熟状况.结果 表明,3种通风速率下...     

妊娠猪舍氨气及氧化亚氮浓度测定与排放通量的估算

在北京选择一典型猪场,对不同季节妊娠舍的氨气及氧化亚氮浓度进行了为期1年的试验测定,并根据二氧化碳平衡原理,对猪场不同生长阶段的妊娠猪含氮气体的排放通量进行了估算。结果表明:冬季2004年11月氨气和氧化亚氮的平均浓度分别为(11．64±4．36),(1．17±0．2)mg／m~3,夏季7月舍内氨气和氧化亚氮的平均浓度分别为(3．31±2．67),(0．6±0．02)mg／m~3;妊娠猪饲养期间的氨气排放通量为每头(185．2～500．8)mg／h,氧化亚氮为(3．85～35．93)mg／h。     

膜生物反应器用于沼液处理及膜污染控制研究进展

我国沼气工程沼液产生量巨大,还田利用无法广泛实施,需采用水处理技术,将其无害化处理,而膜生物反应器作为一种新型的水处理技术,具有出水水质好、结构紧凑等诸多特点.文章通过对大量的文献资料和研究结果进行分析,介绍了膜生物反应器用于沼液处理的现状与优势,阐述了应用膜生物反应器处理沼液的可行性,并针对膜污染一膜生物反应器应用中...     

稀土共掺杂纳米TiO2/MWCNT复合光催化剂的研究

以Gd3 和Eu3 为掺杂剂,分别采用溶胶 - 凝胶法和水热法制备了稀土共掺杂纳米TiO2/MWCNT(multi-walled carbon nanotube)复合光催化剂,用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、光致荧光光谱仪(PL)对光催化剂进行表征,以甲基橙为目标降解物对催化剂进行活性评价.结果表明:水热法制得的复合光催化剂样品中,二氧化钛颗粒基本均匀分布在碳纳米管上,同时,其光催化活性也比溶胶 - 凝胶法制得的样品高;Gd3 和Eu2 共掺杂能有效提高其光催化活性,当Gd3 和Eu2 掺杂量为分别为0.1%和1.0%时,TiO2/MWCNT复合光催化剂具有较高的光催化活性.     

典型种养结合奶牛场粪便养分管理模式

规模化奶牛场粪便养分产生量大,因种养分离引发严重环境污染,亟需建立粪便综合养分管理模式,以实现奶牛粪便养分的合理施用。该文以典型种养结合模式"固液分离—堆肥+氧化塘—农田利用"的奶牛养殖场为案例,通过实地调研、粪便及土壤样品采样测定、以及文献参数收集等研究方法,制定了奶牛场粪便综合养分管理模式。主要结果为该存栏量2 978头的奶牛场粪便氮、磷年产生量为204和33 t/a,粪便经过收集和处理后,可供农田利用的氮磷养分为126和27 t/a。基于作物养分需求量和土壤供肥量,以及粪肥投入占总养分的比例为50%和粪肥养分的当季利用率为30%,据估算,1 473 hm~2奶牛场配套农田可施用的粪肥氮、磷养分总量分别为727.6和131.2 t/a。因此,奶牛场配套农田可有效承载粪便氮磷养分供给量。实施粪便综合养分管理模式,可充分利用粪便养分资源用于作物生长,减少粪便养分直接排放到环境,从而确保种养结合模式奶牛场长期可持续生产。