存储时间和固体含量对水泡粪甲烷发酵性能的影响
发布时间：2021-12-23 08:45
在规模化养猪场中,生猪的转栏和出栏使猪舍储粪池水泡粪的存储与排放具有周期性,而季节性用水量的差异还会导致水泡粪总固体物（TS）含量的显著变化,影响其后续甲烷发酵的效能。文章利用静态发酵试验,对比研究了存储时间（14 d,28 d）和TS（3%,5%和7%）对水泡粪甲烷发酵性能的影响。结果表明,较长的存储时间和较低的TS可使水泡粪甲烷发酵的产甲烷效能和污染物去除性能更佳,而存储时间的影响要显著大于TS的影响。对于存储时间为28 d,TS为3%的水泡粪,其累积甲烷产量和比产甲烷速率分别可达3.02 L·L-1和0.13L·L-1d-1,溶解性COD和挥发性固体物的去除率分别达到63%和55%。对于存储时间为14 d的水泡粪,由挥发性脂肪酸积累导致的较低pH值,会严重抑制产氢产乙酸菌群和产甲烷菌群的生长代谢,是限制其甲烷发酵性能的主要因素。
【文章来源】：中国沼气. 2018,36(03)
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
水泡粪甲烷发酵的比产甲烷速率(T为存储时间)2．2甲烷发酵对水泡粪SCOD和VS的去除
图1水泡粪甲烷发酵装置示意图发布的标准方法［21］。其中，pH值采用pH计(Switz-erlandMettlerToledo，DELTA320)测定，TS和VS采用恒重法测定，NH+4-N测定采用纳氏试剂光度法。产气量采用排水法测得(室温，0．1MPa)。溶解性化学需氧量(SCOD)测定方法为:将发酵罐内的物料混合均匀，用注射器吸取液体样品10mL，5000rpm离心10min，取上清液采用重铬酸钾法测定其COD［22］。以注射器采集的液体样品，离心，取上清液，用SP-6800A型(TCD检测器)气相色谱仪(山东鲁南)测定挥发性脂肪酸(VFAs)［23］。发酵气中的H2、CH4和CO2采用SP-6890型(FID检测器)气相色谱仪(山东鲁南)测定［23］。2结果与讨论2．1水泡粪甲烷发酵的产甲烷特征存储时间为14d或28d的水泡粪，其甲烷发酵过程的累积甲烷产量变化如图2所示。结果表明，水泡粪的存储时间和TS含量对其甲烷发酵性能均有显著影响，总体而言，水泡粪的甲烷发酵性能随着存储时间的延长而增加。存储时间为14d时，TS含量分别为3%(A1)，5%(A2)和7%(A3)的水泡粪的甲烷发酵完成时间均为17d左右，其最终的累积甲烷产量分别为0．64，0．43和0．40L·L－1。当存储时间增加到28d后，TS含量分别为3%(B1)，5%(B2)和7%(B3)的水泡粪的甲烷发酵完成时间分别延长到了23，35和47d，最终的累积甲烷产量分别为3．02，4．16和5．52L·L－1。在发酵周期内，存储时间为14d和28d的水泡粪，其比产甲烷速率图2水泡粪甲烷发酵的甲烷累积产量均随着TS含量的增加而降低，在TS为3%时分别为0．04和0．13L·L－1d－1(见图3)。可见，较长的存储时间和较低的TS含量更有利于提高水泡粪的甲烷发酵性能，而存储时间的影响要显著大于TS含量的影响。图3水泡粪甲烷发酵的比产甲烷速率(T为存储时间)2．2甲烷发酵对水泡粪SCOD和VS?
图1水泡粪甲烷发酵装置示意图发布的标准方法［21］。其中，pH值采用pH计(Switz-erlandMettlerToledo，DELTA320)测定，TS和VS采用恒重法测定，NH+4-N测定采用纳氏试剂光度法。产气量采用排水法测得(室温，0．1MPa)。溶解性化学需氧量(SCOD)测定方法为:将发酵罐内的物料混合均匀，用注射器吸取液体样品10mL，5000rpm离心10min，取上清液采用重铬酸钾法测定其COD［22］。以注射器采集的液体样品，离心，取上清液，用SP-6800A型(TCD检测器)气相色谱仪(山东鲁南)测定挥发性脂肪酸(VFAs)［23］。发酵气中的H2、CH4和CO2采用SP-6890型(FID检测器)气相色谱仪(山东鲁南)测定［23］。2结果与讨论2．1水泡粪甲烷发酵的产甲烷特征存储时间为14d或28d的水泡粪，其甲烷发酵过程的累积甲烷产量变化如图2所示。结果表明，水泡粪的存储时间和TS含量对其甲烷发酵性能均有显著影响，总体而言，水泡粪的甲烷发酵性能随着存储时间的延长而增加。存储时间为14d时，TS含量分别为3%(A1)，5%(A2)和7%(A3)的水泡粪的甲烷发酵完成时间均为17d左右，其最终的累积甲烷产量分别为0．64，0．43和0．40L·L－1。当存储时间增加到28d后，TS含量分别为3%(B1)，5%(B2)和7%(B3)的水泡粪的甲烷发酵完成时间分别延长到了23，35和47d，最终的累积甲烷产量分别为3．02，4．16和5．52L·L－1。在发酵周期内，存储时间为14d和28d的水泡粪，其比产甲烷速率图2水泡粪甲烷发酵的甲烷累积产量均随着TS含量的增加而降低，在TS为3%时分别为0．04和0．13L·L－1d－1(见图3)。可见，较长的存储时间和较低的TS含量更有利于提高水泡粪的甲烷发酵性能，而存储时间的影响要显著大于TS含量的影响。图3水泡粪甲烷发酵的比产甲烷速率(T为存储时间)2．2甲烷发酵对水泡粪SCOD和VS?
【参考文献】：
期刊论文
[1]钠离子浓度对丁酸甲烷发酵功能菌群的抑制作用[J]. 唐泽雨,闵祥发,张玉鹏,李建政. 中国沼气. 2017(03)
[2]餐厨垃圾酸性发酵及其产物为碳源的脱氮特性[J]. 唐嘉陵,王晓昌,蒲云辉,胡以松,李玉友. 中国环境科学. 2017(04)
[3]生猪养殖粪污处理技术[J]. 葛恒德,朱红梅. 农业与技术. 2016(24)
[4]中小规模猪场水泡粪工艺探讨[J]. 姚维斌. 现代农业科技. 2016(20)
[5]规模化猪场废弃物循环利用模式及关键技术探讨[J]. 董雪云,陶敬,张洁,闫晓明,陆钰,郑露露,何成芳,朱鸿杰. 浙江农业科学. 2015(12)
[6]物料浓度（TS）对猪粪厌氧消化的影响[J]. 彭景权,杨梅,李裕荣,刘永霞. 环保科技. 2015(05)
[7]水泡粪物料中固体和氨氮含量对厌氧消化产气特性的影响[J]. 梅凯,董红敏,陶秀萍,孟海玲. 中国农业气象. 2014(06)
[8]我国畜禽养殖污染防治现状及对策[J]. 吴根义,廖新俤,贺德春,李季. 农业环境科学学报. 2014(07)
[9]固体浓度对猪粪厌氧消化甲烷产出特性的影响[J]. 陈欣,涂德浴,隋倩雯,刘翀,董红敏. 中国农业气象. 2014(02)
[10]猪场水泡粪工艺设计探讨[J]. 陈定敢,李焕烈. 养猪. 2013(01)
本文编号：3548169
【文章来源】：中国沼气. 2018,36(03)
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
水泡粪甲烷发酵的比产甲烷速率(T为存储时间)2．2甲烷发酵对水泡粪SCOD和VS的去除
图1水泡粪甲烷发酵装置示意图发布的标准方法［21］。其中，pH值采用pH计(Switz-erlandMettlerToledo，DELTA320)测定，TS和VS采用恒重法测定，NH+4-N测定采用纳氏试剂光度法。产气量采用排水法测得(室温，0．1MPa)。溶解性化学需氧量(SCOD)测定方法为:将发酵罐内的物料混合均匀，用注射器吸取液体样品10mL，5000rpm离心10min，取上清液采用重铬酸钾法测定其COD［22］。以注射器采集的液体样品，离心，取上清液，用SP-6800A型(TCD检测器)气相色谱仪(山东鲁南)测定挥发性脂肪酸(VFAs)［23］。发酵气中的H2、CH4和CO2采用SP-6890型(FID检测器)气相色谱仪(山东鲁南)测定［23］。2结果与讨论2．1水泡粪甲烷发酵的产甲烷特征存储时间为14d或28d的水泡粪，其甲烷发酵过程的累积甲烷产量变化如图2所示。结果表明，水泡粪的存储时间和TS含量对其甲烷发酵性能均有显著影响，总体而言，水泡粪的甲烷发酵性能随着存储时间的延长而增加。存储时间为14d时，TS含量分别为3%(A1)，5%(A2)和7%(A3)的水泡粪的甲烷发酵完成时间均为17d左右，其最终的累积甲烷产量分别为0．64，0．43和0．40L·L－1。当存储时间增加到28d后，TS含量分别为3%(B1)，5%(B2)和7%(B3)的水泡粪的甲烷发酵完成时间分别延长到了23，35和47d，最终的累积甲烷产量分别为3．02，4．16和5．52L·L－1。在发酵周期内，存储时间为14d和28d的水泡粪，其比产甲烷速率图2水泡粪甲烷发酵的甲烷累积产量均随着TS含量的增加而降低，在TS为3%时分别为0．04和0．13L·L－1d－1(见图3)。可见，较长的存储时间和较低的TS含量更有利于提高水泡粪的甲烷发酵性能，而存储时间的影响要显著大于TS含量的影响。图3水泡粪甲烷发酵的比产甲烷速率(T为存储时间)2．2甲烷发酵对水泡粪SCOD和VS?
图1水泡粪甲烷发酵装置示意图发布的标准方法［21］。其中，pH值采用pH计(Switz-erlandMettlerToledo，DELTA320)测定，TS和VS采用恒重法测定，NH+4-N测定采用纳氏试剂光度法。产气量采用排水法测得(室温，0．1MPa)。溶解性化学需氧量(SCOD)测定方法为:将发酵罐内的物料混合均匀，用注射器吸取液体样品10mL，5000rpm离心10min，取上清液采用重铬酸钾法测定其COD［22］。以注射器采集的液体样品，离心，取上清液，用SP-6800A型(TCD检测器)气相色谱仪(山东鲁南)测定挥发性脂肪酸(VFAs)［23］。发酵气中的H2、CH4和CO2采用SP-6890型(FID检测器)气相色谱仪(山东鲁南)测定［23］。2结果与讨论2．1水泡粪甲烷发酵的产甲烷特征存储时间为14d或28d的水泡粪，其甲烷发酵过程的累积甲烷产量变化如图2所示。结果表明，水泡粪的存储时间和TS含量对其甲烷发酵性能均有显著影响，总体而言，水泡粪的甲烷发酵性能随着存储时间的延长而增加。存储时间为14d时，TS含量分别为3%(A1)，5%(A2)和7%(A3)的水泡粪的甲烷发酵完成时间均为17d左右，其最终的累积甲烷产量分别为0．64，0．43和0．40L·L－1。当存储时间增加到28d后，TS含量分别为3%(B1)，5%(B2)和7%(B3)的水泡粪的甲烷发酵完成时间分别延长到了23，35和47d，最终的累积甲烷产量分别为3．02，4．16和5．52L·L－1。在发酵周期内，存储时间为14d和28d的水泡粪，其比产甲烷速率图2水泡粪甲烷发酵的甲烷累积产量均随着TS含量的增加而降低，在TS为3%时分别为0．04和0．13L·L－1d－1(见图3)。可见，较长的存储时间和较低的TS含量更有利于提高水泡粪的甲烷发酵性能，而存储时间的影响要显著大于TS含量的影响。图3水泡粪甲烷发酵的比产甲烷速率(T为存储时间)2．2甲烷发酵对水泡粪SCOD和VS?
【参考文献】：
期刊论文
[1]钠离子浓度对丁酸甲烷发酵功能菌群的抑制作用[J]. 唐泽雨,闵祥发,张玉鹏,李建政. 中国沼气. 2017(03)
[2]餐厨垃圾酸性发酵及其产物为碳源的脱氮特性[J]. 唐嘉陵,王晓昌,蒲云辉,胡以松,李玉友. 中国环境科学. 2017(04)
[3]生猪养殖粪污处理技术[J]. 葛恒德,朱红梅. 农业与技术. 2016(24)
[4]中小规模猪场水泡粪工艺探讨[J]. 姚维斌. 现代农业科技. 2016(20)
[5]规模化猪场废弃物循环利用模式及关键技术探讨[J]. 董雪云,陶敬,张洁,闫晓明,陆钰,郑露露,何成芳,朱鸿杰. 浙江农业科学. 2015(12)
[6]物料浓度（TS）对猪粪厌氧消化的影响[J]. 彭景权,杨梅,李裕荣,刘永霞. 环保科技. 2015(05)
[7]水泡粪物料中固体和氨氮含量对厌氧消化产气特性的影响[J]. 梅凯,董红敏,陶秀萍,孟海玲. 中国农业气象. 2014(06)
[8]我国畜禽养殖污染防治现状及对策[J]. 吴根义,廖新俤,贺德春,李季. 农业环境科学学报. 2014(07)
[9]固体浓度对猪粪厌氧消化甲烷产出特性的影响[J]. 陈欣,涂德浴,隋倩雯,刘翀,董红敏. 中国农业气象. 2014(02)
[10]猪场水泡粪工艺设计探讨[J]. 陈定敢,李焕烈. 养猪. 2013(01)
本文编号：3548169
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