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进料浓度对猪粪混合稻秆厌氧产甲烷特性的影响

2021-03-23桂伦陈莎莎黄振侠吁安姚健陈柳萌

农业资源与环境学报 2021年2期

桂伦,陈莎莎,黄振侠,吁安,姚健,陈柳萌*

(1.江西省农业科学院农业应用微生物研究所,南昌 330200;2.江西省农业生态与资源保护站,南昌 330046)

生猪养殖是我国畜禽养殖业的重要组成部分,保障了国内肉制品的稳定供应,但也产生了大量养殖废弃物。据2016 年统计数据显示,我国每年约产生不少于10亿t的生猪养殖粪污,需要进行无害化处理和资源化利用。由于生猪粪便中易降解有机物的含量高,具有较高的产气潜力[1],因此,长期以来一直是我国沼气工程发酵原料的首选。

目前,我国大型沼气工程多采用以高浓度有机废弃物联合消化为特点的CSTR 工艺,发酵罐内加装搅拌系统,并配备热电联产系统,发酵原料的进料浓度需达到6%~12%[2]。由于传统收集方式(如水冲粪、水泡粪等)获得的粪污的固形物(TS)浓度较低(3%~4%),沼气工程未能充分利用,产气率低、经济效益差。而近年来,随着猪舍节水、用水设施改造和粪污收集方式升级,生猪养殖粪污的TS浓度有明显提高,满足了沼气工程对高浓度进料的需求。但相关研究[3-6]发现,猪粪单独进行厌氧发酵虽然可以获得较佳的产气效率,但容易形成游离氨的累积,抑制产甲烷菌的活性并降低甲烷产率,尤其是在进料TS 浓度提升时,游离氨对甲烷的抑制效果越发明显。丁福贵等[7]采用不同进料TS 浓度(TS=4%~14%)的猪粪开展厌氧发酵产沼气试验,发现TS浓度在8%时的中温连续厌氧产气效果最佳;在超过8%时,沼气产量和COD 去除率出现不同程度的下降。勒系……

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