密闭式猪舍环境监控系统的发展研究

控制系统是密闭式猪舍环境调控的关键组成部分.该研究系统归纳分析了应用于密闭式猪舍环境调控的4种控制系统,包括基于单片机控制系统、基于PLC控制系统、基于CAN总线的分布式控制系统和基于物联网的监控系统,总结出了各自的结构特点.结合工业控制技术、计算机技术和网络通讯技术的发展,提出了密闭式猪舍环境控制系统的发展趋势,对密闭式猪舍环境控制系统的设计具有一定的参考价值.     

菌剂挂膜3D-RBC联合BCO工艺处理养猪沼液废水

针对养猪沼液废水寡营养、高氨氮的水质特征,该研究采用耐高氨氮、适应贫营养生长的异养硝化-好氧反硝化（Heterotrophic Nitrification-Aerobic Denitrification,以下简称HN-AD）菌挂膜启动三维结构生物转盘+生物接触氧化反应器（3D-RBC+BCO）组合工艺对沼液进行处理。该文研究了3D-RBC+BCO组合工艺在真实沼液条件下的启动过程及污染物去除效果,重点考察了溶解氧（Dissolved Oxygen,DO）浓度和C/N比2个关键因素对组合工艺污染物去除效果的影响。同时,借助高通量测序技术对DO和C/N比优化过程中微生物群落结构的变化规律进行解析。结果表明：在真实沼液条件下,采用HN-AD菌剂挂膜启动方法,仅用12和18 d就分别完成3D-RBC和BCO反应器的挂膜启动,同时组合工艺对COD、NH4+-N和TN的去除率分别稳定在94.8%、95.7%和80.1%,出水优于城镇污水厂排放一级B标准。在对3D-RBC反应器DO和C/N比的优化过程中,增设底曝后COD、NH4+-N和TN等指标的去除率分别降低了25.4%、15.4%和15.5%。高通量测序结果显示,增加底曝后3D-RBC盘片生物膜中微生物菌属的数量小幅下降,但HN-AD优势菌属的种类与丰度显著降低,导致脱氮效率下降;贫营养型Acinetobacter、Pseudomonas菌属是3D-RBC可以对真实沼液高效脱氮的关键,提高C/N比会显著降低其丰度,进而影响脱氮效果。     

基于Ecotect的不同墙体材料猪舍光热环境和热性能分析

北方地区冬季寒冷漫长,为探究北方冬季养猪的采光及保温问题,该文基于Ecotect软件,以吉林省内某大型猪场的典型猪舍为对象,等比例建模仿真,研究猪舍的光热环境及猪场生产区光环境,探究猪舍内不同高度的采光系数及猪场生产区采光情况,分析4种形式不同墙体材料猪舍的保温性能。结果表明,试验猪舍各研究高度采光系数均高于2%,满足绿色建筑标准;猪场生产区采光良好,在大寒日的太阳辐射量可达5.38 MJ/(m2·d),日照充足无遮挡;通过对比4种形式不同墙体材料猪舍的逐月能耗值,计算出4种形式猪舍中黏土多孔砖猪舍、泡沫混凝土猪舍、酚醛夹芯板彩钢猪舍和低密度聚乙烯薄膜温室大棚猪舍的保温性能最好,考虑成本后更推荐炉渣砖砌体猪舍、粉煤灰加气砌块猪舍、聚苯夹芯板彩钢猪舍和低密度聚乙烯薄膜温室大棚猪舍;通过将试验实测值与软件模拟值进行数据对比,计算得出相对误差范围为0.74%～8.62%,验证了模型的可靠性。该文可以为探究北方猪舍的光热环境提供理论依据,为建筑设计师在方案实施前提供更多优化设计方案的思路。     

Anarwia工艺处理猪场废水节能效果的研究

分析比较了厌氧-加原水-间隙曝气(Anarwia)工艺、SBR(序批式反应器)以及厌氧-SBR工艺处理猪场废水的效果。比较三种工艺处理效果表明：厌氧-SBR工艺处理猪场废水，污染物去除效率低，出水污染物浓度高，不适于猪场废水的处理。Anarwia工艺处理效果与SBR工艺相当，污染物去除率高，出水COD和NH₃-N浓度低。在此基础上，以一个日处理1200 t猪场废水处理工程为例，分析比较了Anarwia与SBR工艺的能耗。就能量消耗有关的工艺参数——污泥量和需氧量而言，Anarwia工艺分别比SBR工艺减少16.4%和95.9%，此外Anarwia工艺每天可产生2784 m³沼气。Anarwia工艺增加了废水提升能耗，但减少了曝气、污泥处理、滗水和搅拌的能耗，结果Anarwia工艺总电耗比SBR工艺低81.0%。Anarwia工艺产生的沼气用于发电能完全补偿消耗的能量，并有剩余。     

饲料植物水生环境处理猪场厌氧废液水的效果

本文从COD,NH3-N,TN,TP四个方面分析了空心菜、水稻、水葫芦三种饲料植物水生环境处理猪场厌氧废液的水质变化规律.结果表明,三种饲料植物水生环境对猪场厌氧废液的COD去除率:空心菜＞水稻＞水葫芦;对NH3-N的去除率:水葫芦＞水稻＞空心菜;对TN的去除率:空心菜＞水稻＞水葫芦;对TP的去除率:水葫芦＞空心菜＞水稻.饲料植物对藻有抑制作用,藻对NH3-N和TN有去除作用,对照系统中由于藻的出现,增强了系统对NH3-N和TN的去除效果,因此在NH3-N和TN两指标上出现对照系统好于饲料植物处理系统.     

Anarwia工艺处理猪场废水的技术经济性研究

进行了厌氧-加原水-间隙曝气(Anarwia)工艺与厌氧-SBR工艺以及SBR工艺净化猪场废水的技术经济研究.实验室试验和生产性试验一致证明,厌氧-SBR工艺去除效率低,处理出水污染物浓度高,不适于猪场废水处理;Anarwia工艺的处理效果与SBR工艺相当,污染物去除率高,出水COD和NH4+-N浓度低,达到了国家<畜禽养殖业污染物排放标准>(GB 18596-2001).与SBR工艺直接处理猪场废水相比,Anarwia工艺需增加厌氧处理单元、沉淀配水单元和沼气净化与贮存单元,但其HRT、工程投资、剩余污泥量、需氧量同比分别降低38.6%、11.8%、16.4%和95.9%,并能回收沼气2784 m3/d.若不计沼气收益,Anarwia工艺的处理费用比SBR工艺低47.5%;若计沼气收益,则Anarwia工艺的处理费只有SBR工艺的9.1%.技术经济分析结果说明,Anarwia是一种高效、稳定、经济的猪场废水处理新工艺,完全能够取代并优于SBR工艺.     

冬季采暖保育猪舍送排风管道组合换气系统设计与评价

为实现保育猪舍内局部环境通风调控,该研究设计一种垂直送排风管道组合换气系统。采用CFD(Computational Fluid Dynamics)技术对垂直管道通风模式下舍内的空气流场进行模拟,并以相对湿度和CO_2浓度作为输入变量建立通风模糊控制系统。模拟结果显示保育猪所在水泥地板区域风速保持在0.1～0.2 m/s。参照模拟结果,以猪栏为通风单元对保育猪舍通风系统进行改造,舍内气流不均匀性系数在0.1以下,表明采用该换气系统的保育猪舍通风均匀性较好;猪舍温度在21～25℃,相对湿度小于70%,NH_3浓度小于5mg/m~3,CO_2浓度小于1200mg/m~3,舍内各项环境参数适宜保育猪健康生长。系统运行功耗为270～1 150 W。现场测试与分析结果表明,该垂直送排风管道组合换气系统,可以精确控制猪舍环境,兼顾冬季猪舍通风与保温问题。     

秸秆过滤养猪废水UASB厌氧发酵及微生物群落分析

养猪废水成分复杂,所含悬浮性固体对其生物发酵过程影响显著;利用经过粉碎压实后的玉米秸秆对养猪废水进行负压抽滤,吸附截留废水中的悬浮性固体。再利用上流式厌氧污泥床（UASB,up-flow anaerobic sludge bed/blanket）反应器对过滤后的养猪废水进厌氧发酵,探究发酵过程中随着有机负荷的增加,化学需氧量（COD,chemical oxygen demand）去除率、pH值、产气量的变化规律,并采用高通量测序技术分析最优负荷时厌氧消化污泥中的细菌与古菌群落组成。过滤试验表明,在过滤压差为40kPa、滤层厚度为15cm、滤料压实度为1.6倍密度（148.8kg/m³）时有较好的过滤效果,此时总固体（TS,total solid）、挥发性固体（VS,volatile solid）、COD的去除率分别为33.08%、28.05%、23.01%。厌氧发酵试验结果表明,在温度为(35±1)℃时反应器稳定运行的最高负荷为11 kg/(m³·d);反应器处理效果最优的负荷为10 kg/(m³·d）,此时进水COD浓度为5 000 mg/L、COD去除率为76.46%、容积产气率为1.51m³/(m³·d)。高通量测序结果表明,厌氧发酵过程由多种微生物菌群协同作用,主要的细菌群类是Firmicutes、Bacteroidota,主要古菌群类为Halobacterota,且高效产甲烷菌分布丰富。试验结果为利用作物秸秆过滤养猪废水进行以废治废的技术应用提供了依据。     

猪场废水漂浮栽培对空心菜品质的影响

利用猪场经厌氧消化后排放的废水,采用漂浮栽培方式种植空心菜,测定其品质。结果表明:适宜浓度范围内水培空心菜,其硝酸盐、亚硝酸盐含量和砷、硒、铜含量都没有超过国家规定标准,且与对照差别不显著,说明用猪场厌氧废水水培的空心菜是完全可以放心食用的。     

宁波东钱湖山体生态林优化的群落学解析

以东钱湖生态林优化模式为例，提出地带性植被类型是从大尺度上确定生态林优化目标的依据，而具体地点生态林优化模式确定的依据是该地点的潜在植被类型；生态林优化模式的群落结构(主要包括种类组成和配比)的确定主要是借助群落学手段参考天然森林群落的特征而制定：最后就群落学手段选择植被优化模式的特点作初步探讨。