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猪粪秸秆沼液短程硝化反硝化快速启动及稳定运行研究

2021-06-08高兴东陈杨武付世玉董世阳周后珍罗娅君谭周亮

农业环境科学学报 2021年5期

高兴东,陈杨武,付世玉,董世阳,周后珍,罗娅君,谭周亮*

(1.中国科学院成都生物研究所,成都 610041;2.绵阳师范学院资源与环境工程学院,四川 绵阳 621000)

随着我国畜牧业的快速发展,畜禽养殖污染已经成为农业面源污染的主要因素之一[1]。2014 年,我国猪场粪污的排放总量达到了1.1×107t[2],这些污染物若不经妥善处理就直接排放,会对环境造成严重污染,其中NH3-N 污染尤其突出[3-4]。同时,作为农业大国,每年有超过7 亿t 的农作物秸秆产生,近年来,秸秆综合利用受到广泛关注,但依旧存在秸秆收集困难、还田成本高、利用率低、收储体系不健全等问题[5]。研究表明,畜禽粪便与农作物秸秆混合发酵可使有机物降解更彻底,从而提高甲烷产量[6-7]。因此,将畜禽粪污与农作物秸秆进行联合发酵已逐渐成为近年来的研究热点[8-10]。通过畜禽粪污与农作物秸秆的混合发酵,一方面可实现厌氧发酵产沼气,另一方面发酵产生的沼液沼渣具有丰富氮、磷、钾及有机质养分,可用作农田灌溉,这样既可再利用能源,又解决了环境污染问题。

尽管畜禽粪污与农作物秸秆混合发酵产生的沼液可用于农田灌溉,但土地利用对沼液的需求具有周期性,而畜禽粪便的产生是连续的,因此存在沼液供需不平衡问题。四川省是我国畜禽养殖大省,粪污产量大,导致其耕地氮污染负荷达202.98 kg·hm-2,远高于全国平均水平[11]。通过农田灌溉尚不能有效解决沼液的消纳问题。近年来,异位发酵床以其无排污、异味轻、占地少、效率高等特点在畜禽养殖粪污处理中获得了广泛应用,这一定程度上提升了畜禽粪污无害化处理与综合利用率。……

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