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NaOH预处理甘蔗叶与猪粪-牛粪混合厌氧消化工艺参数优化 预览
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作者 罗娟 赵立欣 +6 位作者 姚宗路 孟海波 李秀金 冯晶 袁海荣 于佳动 黄开明 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期212-218,共7页
为探究NaOH预处理甘蔗叶与猪粪、牛粪混合厌氧消化性能,该文在研究甘蔗叶分别与猪粪、牛粪不同配比厌氧消化性能及动力学特性的基础上,采用Box-Behnken试验设计方法开展3种物料混合厌氧消化试验,并运用响应曲面法模拟和优化温度、混配比... 为探究NaOH预处理甘蔗叶与猪粪、牛粪混合厌氧消化性能,该文在研究甘蔗叶分别与猪粪、牛粪不同配比厌氧消化性能及动力学特性的基础上,采用Box-Behnken试验设计方法开展3种物料混合厌氧消化试验,并运用响应曲面法模拟和优化温度、混配比、C/N3个工艺参数。结果表明,甘蔗叶与动物粪便混合厌氧消化时产生了协同作用,累积沼气产量比假设未产生协同作用的理论计算值提高了8.13%~15.01%;修正的Gompertz模型可以较好地模拟2种物料混合厌氧消化的动力学过程,相关度系数大于0.998;甘蔗叶与猪粪/牛粪(1:1)混合(甘蔗叶与粪比为1)厌氧消化的最优工艺条件为:温度36.5℃,C/N比27∶1,该条件下混合物料的单位干物质产沼气量实测值为337.5mL/g,与预测值(331.92mL/g)非常接近。 展开更多
关键词 沼气 甘蔗叶 猪粪 牛粪 混合厌氧消化
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不同含水率蚯蚓粪颗粒物料流动性研究 预览
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作者 林嘉聪 罗帅 +1 位作者 袁巧霞 曹红亮 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期221-227,共7页
蚯蚓粪是有机固体废弃物经蚯蚓过腹处理后排出的特殊物料,由于含水率高达 40%~60%的同时又能够保持散体细小颗粒的状态,导致流动性参数难以通过常规测试手段得到。为给蚯蚓粪收集、分离、运输等不同阶段机械化作业提供有效的运动摩擦参... 蚯蚓粪是有机固体废弃物经蚯蚓过腹处理后排出的特殊物料,由于含水率高达 40%~60%的同时又能够保持散体细小颗粒的状态,导致流动性参数难以通过常规测试手段得到。为给蚯蚓粪收集、分离、运输等不同阶段机械化作业提供有效的运动摩擦参数,探究含水率变化对蚯蚓粪颗粒流动性参数的影响。研究通过堆积角试验与离散元仿真(Discreteelement method,DEM)堆积角虚拟试验相结合的方法,从数值上量化分析了基于牛粪转化后不同含水率 25%~65%蚯蚓粪物料的滚动摩擦参数与物料黏结能力。结果表明,显著影响蚯蚓粪堆积角的因素为蚯蚓粪-蚯蚓粪滚动摩擦系数,蚯蚓粪-不锈钢滚动摩擦系数,蚯蚓粪的 JKR 表面能(Johnson Kendall Roberts surface energy)。随着含水率的增加,蚯蚓粪-蚯蚓粪的滚动摩擦系数由 0.135 下降至 0.110,蚯蚓粪-不锈钢滚动摩擦系数由 0.116 下降至 0.102,两者呈现小幅度下降,内摩擦角由 45.81°降至 26.10°,而 JKR 表面能由 0.179 J/m2增加至 0.345 J/m2,增幅显著。含水率低于 50%时,随着含水率增加,物料滚动摩擦系数减小,内摩擦角减小,一定程度上有利于物料滚动流动;含水率超过 50%时,由于表面能增高,内聚力增大,蚯蚓粪物料之间易发生物料黏结团聚,一定程度上又会阻碍蚯蚓粪的翻滚运动。 展开更多
关键词 含水率 蚯蚓粪 摩擦系数 流动性 黏结性能 离散元
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进料浓度对玉米秸秆与牛粪全混式厌氧发酵特征影响研究 预览
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作者 冯晶 赵兰兰 +4 位作者 赵立欣 姚宗路 于佳动 罗娟 陈建坤 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第14期221-227,共7页
目前,中国大多数沼气工程均采用农作物秸秆与畜禽粪便为主要原料,但对于实际沼气工程的工艺控制,尤其是对于沼气工程进料混配及发酵浓度等控制工艺仍缺少参考和支撑。该研究采用玉米秸秆与牛粪原料,在中温条件下,利用纯牛粪、纯秸秆以... 目前,中国大多数沼气工程均采用农作物秸秆与畜禽粪便为主要原料,但对于实际沼气工程的工艺控制,尤其是对于沼气工程进料混配及发酵浓度等控制工艺仍缺少参考和支撑。该研究采用玉米秸秆与牛粪原料,在中温条件下,利用纯牛粪、纯秸秆以及秸秆与牛粪干物质比(S:CM)=1:1、1:3、3:1条件的混合原料,按照不同干物质浓度(total solid,TS)=3%、6%、8%,梯次启动CSTR反应器,系统探讨物料配比与发酵浓度对反应器产气量、甲烷体积分数、pH值、氧化还原电位(oxidation-reduction potential,ORP)、挥发酸(volatile fatty acids,VFAs)含量等运行特征的影响。结果表明,正常运行时,纯秸秆与纯牛粪条件下厌氧发酵产气效果显著低于混合原料,且所有条件下反应器的产气量基本都随着发酵浓度升高而升高。在发酵浓度为8%条件下,S:CM=3:1和1:1的反应器容积产气率在运行130和150 d后分别达到峰值0.78和0.76 L/(L·d)。随着反应器的持续运行,170 d后各反应器的产气率与pH值降低,而VFAs与ORP升高。S:CM=3:1和1:1的反应器容积产气率降低至0.6 L/(L·d),pH值降低至6.5左右。这主要是由于恒定的搅拌功率条件下,随着反应器内TS升高,搅拌转速降低,进而在反应器内产生搅拌死区与浮渣等问题,导致反应器内局部酸化,造成系统整体失稳。在启动期间,所有5个条件下反应器内ORP呈缓慢上升趋势。运行172d后,S:CM=1:1条件下ORP迅速增加至高于–300mV。总体而言,厌氧系统中VFA浓度随着进料中秸秆比例增加而增加,且丙酸积累发生并变得更加严重。这也在一定程度上表明,与采用秸秆与粪便混合原料厌氧发酵相比,采用纯秸秆原料厌氧发酵生产沼气厌氧反应器的运行稳定性较差。 展开更多
关键词 发酵 秸秆 沼气 进料浓度 产气特性
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鸡舍换气余热干燥鸡粪设备夏季干燥性能研究 预览
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作者 李绚阳 李保明 +2 位作者 郑炜超 王琼 童勤 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期188-194,共7页
鸡舍换气余热干燥鸡粪是指利用鸡舍换气时排出废气的余热来除去鸡粪中水分的热力干燥方法,该方法的主要特点为工艺简单、能耗低。该文主要对鸡舍换气余热干燥鸡粪的原理进行了阐述,探讨了鸡粪干燥过程中各种热量的计算方法,并针对中国... 鸡舍换气余热干燥鸡粪是指利用鸡舍换气时排出废气的余热来除去鸡粪中水分的热力干燥方法,该方法的主要特点为工艺简单、能耗低。该文主要对鸡舍换气余热干燥鸡粪的原理进行了阐述,探讨了鸡粪干燥过程中各种热量的计算方法,并针对中国的气候特点,结合鸡舍换气余热干燥鸡粪设备设计改造了一种可在夏季利用环境空气对鸡粪进行干燥的通风方式,最后对湖北应城的一套鸡粪干燥设备(manure drying system,MDS)进行了夏季应用效果的测试。结果表明:夏季不同天气条件下干燥设备的干燥速率差异较大;晴天天气下由于外界环境空气的混入,鸡粪含水率从初始含水量降至28%(湿基)耗时只需28h左右,比阴雨天气下缩短约20h;夏季阴雨天气下鸡舍换气余热可满足48h内把鸡粪含水率降至30%以下的热量需求,但阴雨天气会降低鸡粪的干燥速率。晴天天气下由于湿帘的影响,鸡舍所排废气湿度过大,此时可结合环境热空气对鸡粪进行干燥,提高鸡粪干燥速率。研究结果可为优化鸡粪干燥工艺,探索节能环保的干燥方法提供理论参考。 展开更多
关键词 干燥 鸡舍换气余热 环境空气
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通风方式对猪粪堆肥主要臭气物质控制的影响研究 预览
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作者 沈玉君 张朋月 +4 位作者 孟海波 赵立欣 程红胜 周海宾 张曦 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期203-209,共7页
为控制堆肥过程中产生的臭气,开展了3种不同通风方式下的猪粪和秸秆堆肥试验,通过连续监测堆肥过程中氨气、硫化氢、总挥发性有机物(total volatile organic compounds,TVOCs)和二甲二硫、二甲三硫排放浓度的变化,优化堆肥通风方式。研... 为控制堆肥过程中产生的臭气,开展了3种不同通风方式下的猪粪和秸秆堆肥试验,通过连续监测堆肥过程中氨气、硫化氢、总挥发性有机物(total volatile organic compounds,TVOCs)和二甲二硫、二甲三硫排放浓度的变化,优化堆肥通风方式。研究表明,在鼓风5min间隔30min、鼓风5min间隔15min和连续通风下,硫化氢和TVOCs的最大排放质量浓度和体积分数分别为29.4、18.9和10.3mg/m^3以及420.3×10^-6、382.7×10^-6和326.5×10^-6,每千克干物料硫化氢和TVOCs累积排放量分别为14.3、13.5、31.5mg/kg以及1.26、2.00和6.08L/kg;二甲二硫和二甲三硫的最大排放质量浓度分别为1730.1、3646.2和3971.8ng/L以及991.4、6678.8和1883.4ng/L,每千克干物料中二甲二硫和二甲三硫的累积排放量分别为1.5、4.3和10.6mg/kg以及0.37、4.37和4.94mg/kg,增加通风频次有助于降低硫化氢和TVOCs的最高排放浓度,但会增加堆肥过程中硫化氢、TVOCs以及二甲二硫和二甲三硫的累积排放量,增加环境危害程度。该试验以降低臭气累积排放量为工艺优化目标,发现通风5min,间隔30min是最佳通风方式。研究结果可为有机肥生产过程中臭气的控制提供参考依据。 展开更多
关键词 堆肥 通风 累积排放量 硫化氢 TVOCs
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考虑种养平衡的黄淮海小麦-玉米模式下畜禽承载量估算 预览
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作者 楚天舒 韩鲁佳 杨增玲 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期214-222,共9页
黄淮海地区作为中国种植业与养殖业优势区,随着国家对农作物秸秆和畜禽粪便所带来农村环境问题的日益重视,研究该区域"以种定养"、实现种养业废弃物资源化利用、践行绿色发展理念显得尤为重要。以区域种植业实际生产情况为基... 黄淮海地区作为中国种植业与养殖业优势区,随着国家对农作物秸秆和畜禽粪便所带来农村环境问题的日益重视,研究该区域"以种定养"、实现种养业废弃物资源化利用、践行绿色发展理念显得尤为重要。以区域种植业实际生产情况为基础,确定典型种植模式下可施用畜禽粪便类有机肥量,经推导计算后确定区域畜禽养殖种类与数量。该文选取河北、河南和山东为黄淮海地区典型代表,在保障粮食产量和满足农田环境风险评估的基础上,研究小麦-玉米生产模式中,畜禽粪便类有机肥每年可施用量,经推导得到高温好氧堆肥处理前的畜禽粪污资源量,进而计算得到每年可承载的不同种类畜禽养殖量。这样既可满足种植业生产的肥料需求,也能缓解养殖业粪污带来的环境压力。研究结果表明:黄淮海地区小麦-玉米生产模式中,每公顷农田每年可利用6头奶牛或18头肉牛或47~51头生猪或731~789只蛋鸡或8 062~8 705只肉鸡粪便N量。在实际生产中,土壤肥力和土壤微生物等多因素影响有机肥可施用量,不同种类畜禽的农田承载量还需进一步优化。该研究为促进黄淮海地区种养结合提供一定的理论基础。 展开更多
关键词 作物 粪便 黄淮海地区 畜禽养殖 畜禽承载量
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基于系统动力学的东莞有机废弃物替代化肥潜力研究 预览
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作者 秦钟 隆少秋 +2 位作者 王璐 张春霞 袁兰 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期223-232,共10页
综合考虑作物秸秆还田、禽畜养殖和农村生活有机废弃物排放这3个过程中所产生的养分资源以及农作物、果树生长需要吸纳的养分,构建系统动力学模型,探究东莞种养结合、有效利用有机废弃物养分从而替代化肥施用的潜力。结果表明,2025年农... 综合考虑作物秸秆还田、禽畜养殖和农村生活有机废弃物排放这3个过程中所产生的养分资源以及农作物、果树生长需要吸纳的养分,构建系统动力学模型,探究东莞种养结合、有效利用有机废弃物养分从而替代化肥施用的潜力。结果表明,2025年农作物和果树养分的总需求量为4.6136×10^3 t,作物秸秆、禽畜养殖和农村生活有机废弃物肥料蕴含的养分为0.430 6×10^3和4.514 3×10^3 t。若这些有机粪肥资源按存储发酵、沼气处理和堆肥加工这3种方式处理,则实际可提供的总养分依次为3.913 9×10^3,4.803 7×10^3和3.055 0×10^3 t。根据有机肥氮素替代50%化肥氮的原则来估算有机废弃物养分供应量,则有机粪肥资源所提供的氮、磷、钾养分均超出当地农作物和果树生长所需,需要外运粪肥以降低对环境的影响。考虑当地作物秸秆还田方式,即全部还田、部分还田和不还田(不还田的秸杆用于焚烧或作饲料),需要移出的养分比例分别为73.2%~74.1%,53.7%~60.0%和24.1%~33.5%。 展开更多
关键词 养分 化肥 系统动力学 情景分析 东莞
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基于动态箱法的北京延庆区牛粪堆放CH4和N2O排放量估算 预览
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作者 胡彬 赵浩翔 +4 位作者 王业健 王朝元 施正香 万航 彭涛 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期198-203,共6页
畜禽粪便堆放管理会造成甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)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... 畜禽粪便堆放管理会造成甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)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CH4、N2O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CH4、N2O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CH4排放量分别为223.97、4603.31、351.38mg,每千克牛粪N2O排放量分别为5.86、9.43、0.81mg。2016年北京延庆区全年奶牛粪便CH4、N2O排放总量分别为13342.50、347.87kg。延庆区奶牛粪便堆放管理过程的CH4排放因子为1.50kg/(头·a),小于IPCC指南中的1.78kg/(头·a);受堆放时间较短的影响,N2O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CH4和N2O排放量,会造成排放量的高估。 展开更多
关键词 粪便 排放控制 甲烷 氧化亚氮 排放因子
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化学和黏土矿物钝化剂对牛粪秸秆堆肥磷形态转化的影响 预览
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作者 郜斌斌 王选 +3 位作者 王珏 樊秉乾 常瑞雪 陈清 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期242-249,共8页
盲目施用粪肥导致农田土壤磷素(P)积累和产生的面源污染等环境风险已引起人们的重视。该文通过在牛粪秸秆堆肥过程中,添加质量分数2.5%的化学物质或黏土矿物2类磷素钝化剂,研究其对磷素形态转化的影响。结果显示,和对照相比,添加氧化钙... 盲目施用粪肥导致农田土壤磷素(P)积累和产生的面源污染等环境风险已引起人们的重视。该文通过在牛粪秸秆堆肥过程中,添加质量分数2.5%的化学物质或黏土矿物2类磷素钝化剂,研究其对磷素形态转化的影响。结果显示,和对照相比,添加氧化钙、氧化镁、硫酸亚铁和明矾可明显降低堆肥产品中磷素的活性,水溶性磷(water extract phosphorus,WEP)占总磷(total phosphorus,TP)百分比分别为:38.0%、60.2%、58.8%、28.9%;添加蛭石和沸石使堆肥产品中WEP占TP百分比分别下降11.7%、17.3%。第35天堆肥样品的Hedley磷分组结果显示,添加氧化钙和氧化镁主要促进了H2O-Pi向更稳定态的NaHCO3-Pi、HCl-P(Pi和Po)、残余态-P转化;添加硫酸亚铁和明矾主要促进了H2O-Pi向更稳定态的NaOH-P(Pi和Po)、残余态-P转化。添加黏土矿物钝化剂均略微促进了不稳定态磷H2O-Pi和NaHCO3-Pi向稳定态磷HCl-Pi转化。堆肥结束时添加MgO明显提高了堆体的pH值,其他处理均对pH值影响较小。综合来看硫酸亚铁、明矾、沸石和蛭石依次为较好的磷素钝化材料。 展开更多
关键词 堆肥 钝化 化学添加剂 黏土矿物添加剂
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畜禽粪便与秸秆厌氧-好氧发酵气肥联产碳氮元素变化研究 预览 被引量:1
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作者 王健 沈玉君 +2 位作者 刘烨 丁京涛 孟海波 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期225-231,共7页
传统沼气工程的气肥联产工艺中,厌氧发酵产气与好氧发酵产肥互相独立,产气和产肥周期均较长、有机肥品质差,影响工程的高效运行。为缩短发酵周期、提高产气效率和有机肥品质,该研究将猪粪、鸡粪和秸秆混合进行15和30d的干法厌氧发酵,将... 传统沼气工程的气肥联产工艺中,厌氧发酵产气与好氧发酵产肥互相独立,产气和产肥周期均较长、有机肥品质差,影响工程的高效运行。为缩短发酵周期、提高产气效率和有机肥品质,该研究将猪粪、鸡粪和秸秆混合进行15和30d的干法厌氧发酵,将得到的沼渣添加秸秆辅料混合,分别设置65%和70%的发酵物料初始含水率进行15d的高温好氧发酵,对比分析了不同厌氧-好氧发酵组合对产气和产肥的影响。结果表明:厌氧发酵阶段,混合物料的日产气率自发酵开始后逐渐上升,并在第8天达到最高峰,至第15天降至峰值的50%以下,此时累积产气量达到30d发酵周期的71%,平均容积产气率达到1.91m^3/(m^3.d),比发酵30d平均容积产气率高41.5%。好氧发酵阶段,各处理组碳元素含量持续下降,氮元素含量先下降后增加,所得发酵产物均达到腐熟标准。采用15d厌氧发酵所获得的沼渣进行好氧发酵,所得发酵产物的电导率、腐殖化程度和发芽指数均优于采用30d厌氧发酵所获得的沼渣进行好氧发酵所得的发酵产物,同时总有机碳和总氮含量也较其分别提高了6.0%~21.7%和3.0%~10.2%,不同好氧发酵物料初始含水率对发酵产物的品质影响较不明显。因此,采用厌氧、好氧发酵周期均为15d的组合,可缩短发酵周期、大幅提高产气效率和发酵产物的碳氮营养元素含量,有利于提高沼气工程运行效率和经济效益。 展开更多
关键词 粪便 秸秆 厌氧发酵 好氧发酵 气肥联产
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京郊畜禽粪污氮磷含量特征及影响因素分析 预览 被引量:1
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作者 张帅 陆鹏 +4 位作者 陈硕 吴建繁 任康 史文清 陈清 《农业工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第8期244-251,共8页
中国规模化养殖废弃物中养分资源数量可观,但缺乏循环利用技术,处置不当易引发环境污染问题。该文通过问卷调研和粪污样品检测,对京郊典型养殖场粪便和废水中的总氮、总磷含量特点进行分析,同时追踪典型规模化猪场废水中总氮、总磷含量... 中国规模化养殖废弃物中养分资源数量可观,但缺乏循环利用技术,处置不当易引发环境污染问题。该文通过问卷调研和粪污样品检测,对京郊典型养殖场粪便和废水中的总氮、总磷含量特点进行分析,同时追踪典型规模化猪场废水中总氮、总磷含量变化的影响因素及其季节性变化特征。结果表明:所调研的养殖场中,猪粪、牛粪的总氮质量分数平均值分别为29.1,17.8g/kg,总磷质量分数平均值分别为15.1,6.8g/kg,猪粪便的总氮、总磷含量变异程度大于牛粪;猪场和牛场中废水总氮、总磷质量分数的平均值分别为892,540和82.4,53.3mg/L,猪场废水总氮、总磷含量变异程度明显大于牛场。规模化猪场粪便总氮、总磷含量受到饲料配方的影响较大;受饲料和圈舍用水量的影响,现行饲养工艺及粪污处理方式下粪便对废水中总氮、总磷含量的影响较小;万头以上的规模化猪场废水中总氮、总磷含量存在季节性差异,且随着废水存储时间的推移其无机磷比例增加。这些变化特征可对畜禽粪便和养殖废水的资源化再利用提供了有用的参考。 展开更多
关键词 排放控制 畜禽粪污 京郊
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添加不同粒径炭基辅料改善猪粪好氧堆肥质量的效果 预览 被引量:1
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作者 王海候 何胥 +5 位作者 陶玥玥 金梅娟 陆长婴 施林林 周新伟 沈明星 《农业工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第9期224-232,共9页
为提高畜禽粪便堆肥质量和改善堆肥工艺,创制了一种炭基辅料,与猪粪、食用菌渣混合,进行了30 d的堆肥试验。设置了3个处理,即:猪粪与食用菌渣高温好氧堆肥(CK)、1~2 cm粒径炭基辅料替代CK处理中60%(体积比)的食用菌渣(B1)、6~7 c... 为提高畜禽粪便堆肥质量和改善堆肥工艺,创制了一种炭基辅料,与猪粪、食用菌渣混合,进行了30 d的堆肥试验。设置了3个处理,即:猪粪与食用菌渣高温好氧堆肥(CK)、1~2 cm粒径炭基辅料替代CK处理中60%(体积比)的食用菌渣(B1)、6~7 cm粒径炭基辅料替代CK处理中60%的食用菌渣(B2)。监测了堆肥体的温度、氨挥发、氧化亚氮排放、pH值、EC值等参数变化情况,并以堆肥初次升温至55℃所需时间、氮素损失率、C/N比变化率、种子发芽指数、辅料回收率为指标,采用模糊评价法,分析了不同粒径炭基辅料在堆肥中的应用效果。结果表明,与CK相比,炭基辅料可以显著促进堆温快速上升、提高堆肥积温(P〈0.05),B1、B2处理的堆肥体初次升温至55℃所需时间分别较CK减少了4、11 d,堆肥积温显著大于CK,B2处理的促升温、增温效应优于B1处理;堆肥30 d后,CK、B1与B2处理的氨挥发累积量分别为605.41,374.94,303.68 mg/kg,氧化亚氮排放累积量分别为35.80,49.53,74.94 mg/kg,B1、B2处理的堆肥体氮素损失率为43.10%,39.67%,分别较CK降低了16.13%,22.81%,堆肥体氮素损失的降低主要是NH3挥发的有效控制;炭基辅料降低了堆肥体的EC值,显著提高了种子发芽指数(P〈0.05);根据模糊评价结果,B2处理的堆肥效果优于B1处理,炭基辅料应用于高温好氧堆肥工艺的适宜粒径为6~7 cm。 展开更多
关键词 堆肥 降解 炭基辅料 氮素损失
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梯度提高进料浓度对鸡粪连续中温发酵产甲烷的影响 预览 被引量:2
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作者 乔玮 熊林鹏 +3 位作者 毕少杰 任征然 尹冬敏 董仁杰 《农业工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第9期233-239,共7页
通过长期中温甲烷发酵试验,考察了不同进料总固体质量分数(total solid,TS)(5%、7.5%、10%和15%)和有机负荷(organic loading rate,OLR)(2.5、3.75、5和7.5 g/(L·d))下鸡粪中温甲烷发酵效果,采用批次试验测定了各阶段污... 通过长期中温甲烷发酵试验,考察了不同进料总固体质量分数(total solid,TS)(5%、7.5%、10%和15%)和有机负荷(organic loading rate,OLR)(2.5、3.75、5和7.5 g/(L·d))下鸡粪中温甲烷发酵效果,采用批次试验测定了各阶段污泥利用乙酸的产甲烷活性。330 d的连续试验显示,TS由5%增至15%,出料氨氮质量浓度由(2 110±370)mg/L增至(6 890±220)mg/L,挥发性脂肪酸由(360±100)mg/L增至(8 800±500)mg/L,TS产甲烷率由(253±9)m L/g降至(173±22)m L/g。长期采用TS10%和15%的进料,氨氮质量浓度分别达到(6 510±300)和(6 890±220)mg/L,TS产甲烷率分别为(203±13)和(173±22)m L/g,比TS5%的降低了20%和32%。批次试验结果表明,氨氮累积导致微生物利用乙酸产甲烷的能力降低,当氨氮质量浓度达到6 500和7 000 mg/L时,乙酸产甲烷活性分别降低59%和98%。鸡粪中温甲烷发酵能够在进料TS为5%和7.5%下稳定运行;进料TS达到10%,甲烷发酵水解、酸化和产甲烷将受到抑制,造成有机物转化率的降低。该研究建议鸡粪中温甲烷发酵的TS不超过10%。 展开更多
关键词 发酵 甲烷 进料浓度 中温
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黏土矿物和化学添加剂对牛粪堆肥过程氮素固持的影响 预览 被引量:1
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作者 郜斌斌 王选 +1 位作者 常瑞雪 陈清 《农业工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第20期250-257,共8页
为对比分析在等质量添加下,不同化学和黏土矿物添加剂对氮素保存能力的差异,以鲜牛粪为主料,玉米秸秆为辅料,分别添加质量分数2.5%的化学物质(氧化钙、氧化镁、硫酸亚铁、明矾)或黏土矿物(蛭石、沸石、麦饭石、膨润土)作为添加... 为对比分析在等质量添加下,不同化学和黏土矿物添加剂对氮素保存能力的差异,以鲜牛粪为主料,玉米秸秆为辅料,分别添加质量分数2.5%的化学物质(氧化钙、氧化镁、硫酸亚铁、明矾)或黏土矿物(蛭石、沸石、麦饭石、膨润土)作为添加剂进行为期35 d的堆肥试验,研究其对堆肥过程氮素损失和理化特性的影响。结果显示:各处理在50℃以上的高温期持续了10 d以上,达到粪便无害化标准(GB 7959-2012)。和对照相比,添加氧化钙和氧化镁未对氨挥发和总氮损失产生明显影响,添加硫酸亚铁和明矾分别降低氨挥发43.7%、30.0%和总氮损失33.8%、26.5%;添加蛭石、沸石、麦饭石和膨润土分别降低氨挥发24.4%、29.9%、7.1%和20.1%,降低总氮损失15.4%、22.9%、2.2%和13.4%。所有添加剂均未对堆肥过程EC值变化产生明显影响,添加氧化镁明显提高了堆体pH值,堆肥结束时pH值为9.36,使堆肥未达到基本腐熟水平(发芽率指数GI>50%),其他处理对pH值影响较小,且可以达到基本腐熟。综上,硫酸亚铁和明矾对氮素保存的效果优于黏土矿物,但黏土矿物价格低廉,在实际应用中可根据需求选择添加剂类别。 展开更多
关键词 堆肥 氮素损失 化学物质 黏土矿物
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中国种养业废弃物肥料化利用发展分析 预览 被引量:2
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作者 田慎重 郭洪海 +5 位作者 姚利 宫志远 董亮 边文范 罗加法 张玉凤 《农业工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第B11期123-131,共9页
近年来中国种养业发展迅速,随之产生的废弃物数量也呈现大幅度增长,由于人们对种养业废弃物资源的认识不够,特别是将废弃物肥料化利用重视程度不够,造成了资源浪费,加重了环境污染。在国家大力推进“加快废弃物资源化利用”的背景下,该... 近年来中国种养业发展迅速,随之产生的废弃物数量也呈现大幅度增长,由于人们对种养业废弃物资源的认识不够,特别是将废弃物肥料化利用重视程度不够,造成了资源浪费,加重了环境污染。在国家大力推进“加快废弃物资源化利用”的背景下,该文总结了中国种养业废弃物肥料化利用的现状,概述了废弃物肥料化利用的主要方式和相关技术,分析了中国在种养业废弃物肥料化利用过程中存在的突出问题,提出了相应对策建议,并对未来中国种养业废弃物肥料化利用的发展趋势进行了展望,为中国种养业废弃物资源化利用,特别是肥料化利用的发展提供参考。 展开更多
关键词 废弃物处置 秸秆 废弃物肥料化 废弃物资源化 种养业 研究进展
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猪粪中温半干法连续厌氧发酵产气性能 预览 被引量:5
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作者 王明 赵胜雪 +3 位作者 李旭荣 晏水平 袁巧霞 张衍林 《农业工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第1期204-209,共6页
为改善猪粪在连续型沼气工程中的容积产气效率和降低其进出料过程的热损失,该研究拟采用高浓度和小体积喂料方式进行,将新鲜猪粪分别稀释成总固体质量分数(totalsolid,TS)为10%、12%和14%3个水平,通过逐级缩短水力停留时间(hydraulicret... 为改善猪粪在连续型沼气工程中的容积产气效率和降低其进出料过程的热损失,该研究拟采用高浓度和小体积喂料方式进行,将新鲜猪粪分别稀释成总固体质量分数(totalsolid,TS)为10%、12%和14%3个水平,通过逐级缩短水力停留时间(hydraulicretentiontime,HRT)(HRT:25d→20d→18.5d)的方式来改变各组反应器的负荷。试验结果表明,当HRT:25d时,各组平均日产气量均表现最高,约为460mL/g,此阶段可获得85%以上的沼气转化效率;当HRT:20d时,各组均获得最大容积产气率,最高达到2.29L/(L·d)(TS:14%);当HRT下降至18.5d时,各组产气量均呈下降趋势,表明有机负荷已超出反应器的最大转化能力。通过综合原料产气转化效率和容积产气效率2个指标,发现进料TS为14%和HRT为25d为较优组合条件。该研究可为在实际沼气工程中如何协调进料浓度和HRT的关系提供参考。 展开更多
关键词 发酵 甲烷 农业废弃物 沼气
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粪草比对猪粪与稻草干发酵产沼气及古菌群落的影响 预览
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作者 齐利格娃 高文萱 +4 位作者 杜连柱 梁军锋 孔德望 沈晨 张克强 《农业工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第23期232-238,共7页
为获得猪粪与稻草联合厌氧干发酵较佳原料配比,采用批次试验在进料有机负荷(organic loading rate,OLR)为90 g/(L·d)和中温((37±1)℃)的条件下研究猪粪与稻草挥发性固体(volatile solid,VS)质量比(1∶0、3∶1、2∶1、1∶1、1... 为获得猪粪与稻草联合厌氧干发酵较佳原料配比,采用批次试验在进料有机负荷(organic loading rate,OLR)为90 g/(L·d)和中温((37±1)℃)的条件下研究猪粪与稻草挥发性固体(volatile solid,VS)质量比(1∶0、3∶1、2∶1、1∶1、1∶2、1∶3、0∶1)对干发酵厌氧消化性能的影响。结果表明,猪粪与稻草不同配比累积VS甲烷产率分别为188.8、204.0、213.4、198.1、168.5、169.6和124.7 mL/g,猪粪与稻草配比为2∶1时累积VS甲烷产率最高,与猪粪单独发酵处理相比甲烷产率提高13.0%。协同效应分析表明,猪粪与稻草不同配比联合厌氧干发酵均存在协同作用,当配比为2∶1时协同效应最大,增率达到27.5%。古菌群落分析表明,发酵前后各配比古菌Shannon指数下降幅度与累积甲烷产率变化规律一致,当配比为2∶1时Shannon指数下降幅度最大,达到29.1%;Methanosphaerula为试验中优势菌属,其相对丰度与累积甲烷产率呈正相关。在中温厌氧干发酵工程应用中,建议猪粪与稻草VS配比为2∶1,设计水力停留时间为36 d。 展开更多
关键词 甲烷 发酵 稻草 古菌
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序批式玉米秸秆牛粪混合厌氧干发酵产甲烷工艺优化研究 预览
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作者 于佳动 赵立欣 +5 位作者 冯晶 姚宗路 黄开明 罗娟 魏世萌 陈建坤 《农业工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第B11期86-92,共7页
随着中国农业集约化水平的提高,秸秆、畜禽粪便等资源相对集中,为序批式厌氧干发酵产甲烷技术应用创造了良好条件。而国内对干发酵技术研究尚不成熟,尤其是关键因素对发酵性质的影响极其相互作用关系尚不明确,限制了工艺优化效果。该文... 随着中国农业集约化水平的提高,秸秆、畜禽粪便等资源相对集中,为序批式厌氧干发酵产甲烷技术应用创造了良好条件。而国内对干发酵技术研究尚不成熟,尤其是关键因素对发酵性质的影响极其相互作用关系尚不明确,限制了工艺优化效果。该文着重研究了不同喷淋频率、接种量、物料配比作用下,玉米秸秆-牛粪混合原料序批式厌氧干发酵产甲烷、中间产物生成特性及其相互关系。结果表明:不同物料配比下,喷淋频率和接种量促进甲烷产量的作用方式不同,增加牛粪比例可显著提高产甲烷效率和产量。在甲烷产量快速增加阶段(第7~20天),不同关键因素的变化对中间产物总量及其组分影响显著(P<0.05),丙酸积累至约350mg/L以上时导致干发酵体系产甲烷能力下降,而氨氮浓度提高则有利于甲烷产量的提高。最优工艺参数,秸秆-牛粪干物质比为3∶7、喷淋频率为间隔6h,接种量为30%获得最大甲烷产量为135.7L/kg。该研究可为规模化养殖场利用序批式厌氧干发酵技术处理农业废弃物高效生产清洁能源提供理论指导。 展开更多
关键词 甲烷 秸秆 序批式厌氧干发酵 喷淋频率 接种量
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碳氮比对猪粪与玉米秸秆混合厌氧消化产沼气性能的影响 预览
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作者 宁静 朱葛夫 +4 位作者 吕楠 潘小芳 汪涛 李俊杰 周铭典 《农业工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第B11期93-98,共6页
厌氧共消化是解决当前单一农业生物质废弃物厌氧消化过程中因碳氮元素比例不平衡而造成系统产能不高的问题的有效途径。该研究以猪粪和玉米秸秆为底物在连续搅拌厌氧消化反应器中进行中温厌氧共消化联产气肥,调控底物C/N分别为13.45(完... 厌氧共消化是解决当前单一农业生物质废弃物厌氧消化过程中因碳氮元素比例不平衡而造成系统产能不高的问题的有效途径。该研究以猪粪和玉米秸秆为底物在连续搅拌厌氧消化反应器中进行中温厌氧共消化联产气肥,调控底物C/N分别为13.45(完全以猪粪为底物)、20、25、30、35和300(完全以玉米秸秆为底物),考察了底物C/N对工艺性能的影响。试验结果表明,当底物C/N为25时,厌氧共消化反应系统运行稳定,气肥联产性能最优,其中比产气率、甲烷体积分数和总养分质量浓度分别为514.75mL/(g·d)、64.01%和660.26mg/L。该研究为开发农业生物质废弃物高效发酵气肥联产工艺提供了技术参数和实践指导。 展开更多
关键词 秸秆 沼气 厌氧消化 沼液 C/N
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中国畜禽粪尿养分资源及其还田的时空分布特征 预览 被引量:14
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作者 刘晓永 李书田 《农业工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第4期1-14,共14页
为准确掌握中国不同地区畜禽粪尿量、畜禽粪尿氮磷钾量及其还田利用随时间变化特征,该研究基于统计数据和文献资料,估算各地区畜禽粪尿量、养分量及各种畜禽粪尿所占比例,分析不同时期畜禽粪尿养分还田量的地区间差异。结果表明:1980s,... 为准确掌握中国不同地区畜禽粪尿量、畜禽粪尿氮磷钾量及其还田利用随时间变化特征,该研究基于统计数据和文献资料,估算各地区畜禽粪尿量、养分量及各种畜禽粪尿所占比例,分析不同时期畜禽粪尿养分还田量的地区间差异。结果表明:1980s,1990s,2000s和2010s全国畜禽粪尿(鲜质)资源量分别为276 177.41×10^4,391 083.29×10^4,445 885.84×10^4,423 422.87×10^4 t,30多年增长了53.32%,其养分资源分别为2 523.86×10^4 t(N 1 249.47×10^4 t,P2O5 230.64×10^4 t,K2O 1 043.75×10^4 t),3 686.59×10^4 t(N 1 820.79×10^4 t,P2O5 327.13×10^4 t,K2O 1 538.67×10^4 t),4 296.77×10^4 t(N 2 124.13×10^4 t,P2O5 401.29×10^4 t,K2O 1 771.35×10^4 t)和4 089.40×10^4 t(N 2 017.66×10^4 t,P2O5 421.17×10^4 t,K2O 1 650.57×10^4 t),30多年增加了62.03%,其中东北地区增幅最为明显。河南、四川、山东、湖南、云南和内蒙古的畜禽粪尿及其养分量约占全国的40%。全国不同畜禽粪尿及其养分量占总量的比例依次为:牛〉猪〉羊〉家禽〉马〉驴〉骡,但各地区有一定差异。西北、西南和东北地区牛粪尿及其养分占比较大,长江中下游地区猪粪尿及其养分占比最高,西北地区羊粪尿及其养分占比最大,东南地区禽粪及其养分占比最高,马、驴、骡粪尿及其养分在各地区占比都相对较小。1980s,1990s,2000s和2010s全国畜禽粪尿氮磷钾总养分还田量分别为1 132.73×10^4,821.36×10^4,1 860.52×10^4和1 709.19×10^4 t,还田率分别为44.88%,22.28%,43.30%和41.80%,河北、河南、山东、湖南、内蒙古、四川、云南和广西省畜禽粪尿养分还田量约占全国还田量的50%。2010s全国畜禽粪尿N,P2O5和K2O还田量分别为615.91.91×10^4,297.70×10^4和795.58×10^4 t,还田率分别为30.53%,70.68%和48.20%。该研究为中国和各地区畜禽粪尿养分资源的合理利用和化肥零增长下畜禽粪尿养分管理提供科学依据。 展开更多
关键词 尿 养分 畜禽 养分还田 时空分布
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