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过二硫酸盐提升奶牛养殖废水厌氧消化产甲烷性能研究

2021-12-25王婷婷

中国乳业 2021年11期

王婷婷,唐 鑫,孙 英

中国农业大学资源与环境学院,北京 100193

0 引言

奶牛养殖废水作为奶牛养殖过程无可避免的副产物,产量巨大,含有氮磷以及大量的有机物。富含有机质的养殖废水具有较高的产甲烷潜质,可以采用厌氧消化的方式进行处理。厌氧消化能够利用产酸菌与产甲烷菌将养殖废水中有机污染物转化为甲烷,从而实现能源再生[1]。然而,传统厌氧消化依赖于消化系统内水解菌分泌胞外酶分解大分子有机物,水解过程较慢,限制了厌氧消化效率。鉴于此,一些学者在试验条件下采用超声、加热、生物制剂、氧化处理等方式加速大分子有机物水解用以提升产甲烷效率,取得了良好效果[2~6]。但超声、加热等方式投入成本大,场地建设要求高,难以实现大规模的推广应用[7]。还有一些学者考虑添加生物酶或生物菌剂的方式加快厌氧消化水解过程,然而,生物制剂对使用环境条件具有一定要求,生物制剂的安全性与稳定性仍待考察[8,9]。此外,碱处理与氧化剂处理也是学者们的研究重点,碱处理能够有效促进有机颗粒物溶胀,加速细胞破裂;氧化剂能够破坏细胞结构,也能促进难溶大分子有机物的降解[10]。碱处理后需调节原料pH值,才能进行正常厌氧消化,同时,处理过程会引入较多无机盐[11],抑制产甲烷过程。臭氧、芬顿试剂处理费用相对较高,使用时具有一定的安全风险[12,13]。过二硫酸盐(Perdisulfate, PDS)价格低,稳定性高,氧化性强,是提升厌氧消化产甲烷的理想氧化剂。……

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