張應鵬， 陳廣銀， 黑昆侖， 楊一帆， 許彩云， 常志州①

(1.南京農(nóng)業(yè)大學資源與環(huán)境科學學院， 江蘇 南京 210095； 2.江蘇省農(nóng)業(yè)科學院循環(huán)農(nóng)業(yè)研究中心/ 農(nóng)業(yè)部農(nóng)村可再生能源開發(fā)利用華東科學觀測實驗站， 江蘇 南京 210014)

沼液全量連續(xù)回流對稻秸厭氧發(fā)酵特性的影響

張應鵬1,2， 陳廣銀2， 黑昆侖1,2， 楊一帆2， 許彩云1,2， 常志州1,2①

(1.南京農(nóng)業(yè)大學資源與環(huán)境科學學院， 江蘇 南京 210095； 2.江蘇省農(nóng)業(yè)科學院循環(huán)農(nóng)業(yè)研究中心/ 農(nóng)業(yè)部農(nóng)村可再生能源開發(fā)利用華東科學觀測實驗站， 江蘇 南京 210014)

秸稈厭氧發(fā)酵沼氣工程中合理的沼液回流可減少沼液排放量，降低后續(xù)沼液處置利用成本。以稻秸為底物，采用完全混合攪拌反應器(CSTR)半連續(xù)發(fā)酵方式，研究沼液全量連續(xù)回流對稻秸厭氧發(fā)酵特性的影響，旨在為明確沼液全量回流對秸稈厭氧發(fā)酵的影響機制、改進沼液全量回流技術(shù)提供科學依據(jù)。結(jié)果表明：在100%沼液回流條件下連續(xù)回流50 d時系統(tǒng)運行穩(wěn)定，總固體(TS)產(chǎn)氣率、揮發(fā)性固體(VS)產(chǎn)氣率及容積產(chǎn)氣率分別穩(wěn)定在245 mL·g-1、300 mL·g-1及0.74 L·L-1·d-1。但隨著運行時間延長，回流天數(shù)達85 d時，雖然發(fā)酵液pH值和沼氣中φ(CH4)無明顯變化，但系統(tǒng)產(chǎn)氣效率明顯受到抑制。產(chǎn)氣受抑制階段與產(chǎn)氣穩(wěn)定階段相比，TS產(chǎn)氣率、VS產(chǎn)氣率及容積產(chǎn)氣率分別下降到186 mL·g-1、226 mL·g-1及0.56 L·L-1·d-1，下降幅度達24%。進一步分析表明，沼液中ρ(NH4+-N)下降到185 mg·L-1，下降幅度為71%；主要金屬離子總質(zhì)量濃度增加到4.13 g·L-1，增加幅度為342%。初步判斷沼液全量連續(xù)回用會因氮含量嚴重下降和鹽分積累致系統(tǒng)產(chǎn)氣量下降，但真實原因還有待進一步研究。

沼液回流； 厭氧發(fā)酵； 水稻秸稈； 沼氣； 完全混合攪拌反應器(CSTR)

我國是一個農(nóng)業(yè)大國,秸稈產(chǎn)量巨大。據(jù)不完全統(tǒng)計,僅2012年中國農(nóng)作物秸稈產(chǎn)量就達8.5億 t[1]。采用秸稈厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣技術(shù)不僅可以改善環(huán)境污染,又能緩解能源短缺問題[2-4]。但秸稈發(fā)酵也會產(chǎn)生大量沼液,若得不到妥善處置,很容易造成二次污染[5-9]。隨著我國秸稈沼氣工程規(guī)模的不斷擴大,沼液的處置利用也變得尤為重要。目前,歐洲國家普遍利用沼液還田方式減少沼液排放,而在中國,由于農(nóng)田呈散點狀分布以及季節(jié)性限制,增加了沼液還田的困難[10-11]。此外,微濾、反滲透、離子交換等沼液深度處理方式也因操作復雜、成本高,很少在實踐中應用[12-15]。相比之下,沼液回流可以有效減少稀釋用水量,提高發(fā)酵效率,降低沼液后續(xù)處置成本,是一種高效低廉的沼液減量化處理方式[16-18]。但是相關(guān)研究也表明,沼液長期、高回流比條件下的回用會造成揮發(fā)性脂肪酸、銨態(tài)氮、難降解中間產(chǎn)物和其他抑制物質(zhì)的積累,對發(fā)酵系統(tǒng)的穩(wěn)定性造成沖擊,抑制產(chǎn)氣[10,16-17,19]。因此,減少沼液回流比例成為許多現(xiàn)有文獻中提出的處理措施,但這并不能完全解決沼液的后續(xù)處置難題。只有進一步改善沼液全量回流工藝,并保證秸稈沼氣工程的穩(wěn)定運行才是解決沼液處置利用的根本途徑。

為了突破這一技術(shù)瓶頸,首先需要了解沼液全量回流條件下秸稈厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣特征及相關(guān)指標變化?；诖?筆者采用完全混合攪拌反應器(continuous stirred tank reactor,CSTR),以水稻秸稈為底物,研究沼液全量連續(xù)回流對稻秸厭氧發(fā)酵特性的影響,以期為明確沼液全量回流對秸稈厭氧發(fā)酵的影響機制、改進沼液全量回流技術(shù)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗所用水稻秸稈取自江蘇省農(nóng)業(yè)科學院試驗田,經(jīng)自然風干,機械粉碎并搓揉成5 mm左右粉粒狀,備用。秸稈w(總固體)(TS)為87.37%,w(揮發(fā)性固體)(VS)為81.99%,w(有機碳)為45.83%,w(全氮)為0.80%,碳氮比(C/N)為57.29。發(fā)酵接種物取自江蘇省宜興市坤興豬場沼氣工程排出液,接種物w(TS)為3.2%,w(VS)為39.38%。

1.2 試驗裝置

試驗采用自行設計的CSTR反應器(圖1),反應器使用有機玻璃制成,機械密封,總?cè)莘e為12.5 L(內(nèi)徑20 cm,高40 cm),有效容積為10 L。雙層夾套,外層接循環(huán)水。反應器內(nèi)部設有垂直攪拌器,上方接攪拌電機,電機連接定時器,每30 min攪拌1 min,轉(zhuǎn)速為35 r·min-1。

① 進料口; ② 攪拌電機; ③ 發(fā)酵罐; ④ 葉片; ⑤ 循環(huán)水; ⑥ 出料口; ⑦ 氣體采樣器; ⑧ 排氣閥; ⑨ 集氣瓶; ⑩ 集水瓶。

1.3 試驗方法

試驗使用規(guī)格相同的3套CSTR反應器作為重復。w(TS)設置為6%,接種率為30%(以物料總干重計),隨后補水至10 L,并用4 mol·L-1NaOH溶液調(diào)pH值至7左右,(37±1) ℃中溫條件下發(fā)酵。水力停留時間(HRT)為20 d。根據(jù)預試驗結(jié)果,試驗啟動期設置為20 d,隨后進入半連續(xù)發(fā)酵即沼液回流使用階段。該階段有機負荷(OLR)設置為3 g·L-1·d-1(以TS計),即每天出料500 mL,經(jīng)人工壓榨過0.85 mm孔徑篩網(wǎng)后,取全部沼液混合30 g稻秸重新進料〔以干物質(zhì)計,使進料w(TS)為6%〕,若進料液不足500 mL,則需補充清水,持續(xù)運行85 d。

1.4 測定指標及方法

發(fā)酵秸稈、接種物及沼渣TS采用105 ℃烘干24 h,稱重法測定質(zhì)量。VS采用200 ℃碳化30 min,550 ℃馬弗爐灰化4 h,稱重法測定質(zhì)量。使用重鉻酸鉀容量法-稀釋熱法測定秸稈有機碳含量。使用H2SO4-H2O2消煮、凱氏定氮法測定秸稈全氮含量(K9840,海能儀器)。試驗過程中,以排水法收集氣體,每日測定產(chǎn)氣量。使用氣相色譜儀測定CH4體積分數(shù)(GC 9890A,南京任華色譜科技)。載氣:高純H2；檢測器:熱導檢測器TCD；檢測器溫度:100 ℃；柱溫:150 ℃；分析方法:外標法。進入沼液回流階段,每5 d取1次樣,測定以下指標:使用pH計(Mettler Toledo)測定發(fā)酵液pH值;使用銨態(tài)氮快速測定儀(5B-6D,連華科技)測定NH4+-N含量;采用重鉻酸鉀氧化法測定化學需氧量(COD);采用氣相色譜儀(GC-2014，島津)測定揮發(fā)性脂肪酸(VFA)。載氣:高純N2；檢測器:氫火焰離子檢測器FID；檢測器溫度:240 ℃；進樣器溫度:150 ℃；分析方法:外標法。同時分析了出料沼渣的氮及TS含量,測定方法與測秸稈全氮及TS含量相同。

預試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn),沼液電導率(EC)在回流進程中出現(xiàn)增加趨勢,同時相關(guān)文獻也指出,鹽類抑制作用主要是由陽離子決定[20],而厭氧發(fā)酵中主要陽離子包括K+、Na+、Ca2+、Mg2+,故筆者擬對發(fā)酵系統(tǒng)內(nèi)這4種金屬離子進行分析。其中，K+和Na+采用火焰光度法測定(FP6410,上海欣益);Ca2+和Mg2+采用ICP-MS法測定(iCAP Qc,賽默飛世爾)。

1.5 數(shù)據(jù)分析方法

采用Origin 8.0軟件繪圖,采用SPSS 17.0軟件做統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 沼液回流對產(chǎn)氣特性的影響

2.1.1沼液回流對日產(chǎn)氣量的影響

試驗過程中日產(chǎn)氣量變化見圖2。啟動期產(chǎn)氣變化符合批次發(fā)酵的趨勢,在第2和12天出現(xiàn)2次產(chǎn)氣高峰,日產(chǎn)氣量分別達到19.99和11.92 L·d-1。試驗運行14 d后,產(chǎn)氣量開始逐漸下滑,至第20天時日產(chǎn)氣量降到2.73 L·d-1,此時,啟動期結(jié)束,試驗進入半連續(xù)發(fā)酵階段。試驗第20～30天,日產(chǎn)氣量隨新料的投加開始迅速回升,并在30 d左右達到峰值。試驗第30～70天,日產(chǎn)氣量穩(wěn)定在7.54 L·d-1左右。試驗運行70 d后,日產(chǎn)氣量開始逐漸下滑,至第105天時,日產(chǎn)氣量下降到4.72 L·d-1。以上結(jié)果說明沼液回流在短期內(nèi)是不會對系統(tǒng)產(chǎn)氣效率造成抑制的,相反,它可以加快發(fā)酵速率,使產(chǎn)氣保持在較高水平上,而當沼液長期全量回流使用后,系統(tǒng)產(chǎn)氣效率才會受到明顯抑制。

圖2 日產(chǎn)氣量隨時間的變化Fig.2 Temporal variation of daily gas yield during the experiment

2.1.2沼液回流對原料產(chǎn)氣率及容積產(chǎn)氣率影響

為進一步研究沼液回流對產(chǎn)氣特性影響,依據(jù)圖2結(jié)果,將整個試驗過程分為啟動、穩(wěn)定和抑制3個階段,分析比較不同階段TS、VS及容積產(chǎn)氣率的變化,如表1所示。

表1不同階段產(chǎn)氣特征變化

Table1Changesingasproductioncharacteristicsrelativetodigestionperiod

運行階段/d總固體產(chǎn)氣率/(mL·g-1)揮發(fā)性固體產(chǎn)氣率/(mL·g-1)容積產(chǎn)氣率/(L·L-1·d-1)21～40230±426a280±520a069±00127a41～60245±858a300±1048a074±00258a61～80241±497a294±606a072±00149a81～105186±1034b226±1258b056±00310b

同一列數(shù)據(jù)后英文小寫字母不同表示不同階段某指標差異顯著(P<0.05)。

可以看出,TS、VS及容積產(chǎn)氣率在整個試驗過程中呈現(xiàn)先增加后降低趨勢。試驗第21～40天基本對應著啟動階段,試驗第41～80天為穩(wěn)定階段。在前2個階段,產(chǎn)氣逐漸增加至峰值并趨于穩(wěn)定。其中,第41～60天的TS、VS及容積產(chǎn)氣率分別達到245 mL·g-1、300 mL·g-1及0.74 L·L-1·d-1。而第81～105天則基本對應著抑制階段,此階段產(chǎn)氣出現(xiàn)大幅下降,TS、VS及容積產(chǎn)氣率分別降到186 mL·g-1、226 mL·g-1及0.56 L·L-1·d-1,與第41～60天相比,下降幅度達24%。這表明沼液經(jīng)過4個周期的全量回流使用后,已對產(chǎn)氣構(gòu)成明顯抑制。

2.1.3沼液回流對φ(CH4)和pH值的影響

試驗過程中φ(CH4)和pH值變化如圖3所示。在沼液回流階段,φ(CH4)和pH值始終保持穩(wěn)定,且處于正常范圍內(nèi)。其中，φ(CH4)在50%上下波動,pH值則穩(wěn)定在6.9～7.1之間。以上結(jié)果說明雖然沼液長期全量回流后會抑制產(chǎn)氣,但并不會影響φ(CH4)及pH值。造成這種現(xiàn)象的原因可能是沼液回流對厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸階段和產(chǎn)甲烷階段的抑制是同步的,產(chǎn)酸速率和產(chǎn)甲烷速率仍處于平衡狀態(tài),所以會出現(xiàn)總產(chǎn)氣量減少而組分相對含量不變及pH值相對穩(wěn)定的情況。

圖3 φ(甲烷)及pH值隨時間的變化Fig.3 Temporal variation of volume fraction of methane and pH in solution

2.2 沼液回流對發(fā)酵液COD及ρ(揮發(fā)性脂肪酸)(VFA)的影響

試驗過程中發(fā)酵液COD及VFA的變化如圖4所示。沼液開始回流后,在試驗第20～40天,COD出現(xiàn)1次明顯下降,而在第50～105天,COD則基本趨于穩(wěn)定,維持在28～31 g·L-1。這可能是因為剛進入沼液回流期時,體系內(nèi)的微生物需要一段適應期,并沒有表現(xiàn)出良好的水解產(chǎn)COD能力,而隨著微生物逐漸適應,COD產(chǎn)力得以恢復并最終達到平衡狀態(tài)。

沼液回流階段,ρ(VFA)始終處于100 mg·L-1以下,并未出現(xiàn) VFA積累。這說明沼液回流過程中系統(tǒng)內(nèi)厭氧發(fā)酵的各個階段處在平衡狀態(tài),產(chǎn)酸菌產(chǎn)VFA的速率與產(chǎn)甲烷菌利用VFA的速率相當,又因為每天投加的新料較少,所以出現(xiàn)了VFA濃度低且穩(wěn)定的現(xiàn)象。對比COD和VFA濃度,說明高COD很可能是由于其他難生物降解物質(zhì)的積累所致,而非VFA積累所致。

圖4 COD及揮發(fā)性脂肪酸(VFA)濃度隨時間的變化Fig.4 Temporal variation of chemical oxygen demand and volatile fatty acid concentration

2.3 沼液回流對ρ(NH4+-N)的影響

靳紅梅等[21]研究表明,沼液中NH4+-N占總氮的比例達到80%左右,可以在一定程度上反映總氮水平。在厭氧發(fā)酵中,產(chǎn)甲烷菌均以NH4+-N作為氮源[22],NH4+-N在為微生物提供氮源促進其生長的同時,也能在一定程度上調(diào)節(jié)系統(tǒng)pH值[16]。但是當NH4+-N濃度過高或過低時,發(fā)酵系統(tǒng)穩(wěn)定性都將受到影響。

試驗過程中發(fā)酵液NH4+-N濃度變化見圖5。

圖5 NH4+-N濃度隨時間的變化Fig.5 Temporal variation of ammonia nitrogen concentration

沼液開始回流后,從試驗第25～70天,ρ(NH4+-N)濃度呈現(xiàn)明顯的下降趨勢,從640 mg·L-1的峰值降到185 mg·L-1,下降幅度達71%。這與其他研究報道中NH4+-N的變化有所不同。一方面可能是因為在沼液回流階段,每天投加的秸稈原料較少,再加上水稻秸稈屬于富碳型原料,所以氮供給量不足,而厭氧發(fā)酵微生物的生長繁殖需要大量氮,因此,沼液中NH4+-N會被大量利用,出現(xiàn)了不斷下降的趨勢;另一方面,厭氧體系中也可能存在厭氧氨氧化反應,會將NH4+-N轉(zhuǎn)化成N2,生成的N2及系統(tǒng)內(nèi)的游離氨NH3會在電機的攪拌作用下?lián)]發(fā)[23-24]。此外,回流階段沼渣的排出也有可能帶走部分NH4+-N,但該階段每天出料沼渣的平均TS量為(20.02±0.53) g,平均w(氮)為1.06%±0.04%,每天帶出的氮約0.21 g;而每天進料秸稈的TS量為30 g,w(氮)為0.80%,每天帶入的氮為0.24 g。故排出沼渣時帶出的氮并不足以抵消進料帶入的氮,不會造成NH4+-N的不斷下降。

試驗第70～105天,ρ(NH4+-N)基本趨于平緩,在187 mg·L-1上下波動。這可能是因為在該階段體系內(nèi)氮的供給已不能滿足微生物快速增殖對氮的需求,因此微生物增殖速度放緩,降低了氮的利用量,最終使氮的利用量和釋放量處于穩(wěn)定狀態(tài),NH4+-N濃度達到平衡狀態(tài)。對比產(chǎn)氣數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn),產(chǎn)氣未受抑制的階段恰好是微生物大量利用氮、發(fā)酵液NH4+-N濃度不斷下降的階段;而產(chǎn)氣開始受抑制的時間點恰好與NH4+-N濃度降到最低值的時間點相吻合。由此推測,氮含量下降嚴重很可能是導致系統(tǒng)產(chǎn)氣效率受抑制的原因之一。

2.4 沼液回流發(fā)酵液中K+、Na+、Ca2+和Mg2+濃度變化

在厭氧發(fā)酵過程中,無機鹽影響著微生物的生長繁殖,一定濃度的無機鹽具有促進酶反應、維持膜平衡、調(diào)節(jié)滲透壓的重要作用,有利于厭氧微生物的生長繁殖,進而促進厭氧發(fā)酵的效率[25];而一旦無機鹽濃度過高,鹽析作用便會增強,脫氫酶活性會降低,同時高滲透壓也會導致細胞失水而發(fā)生原生質(zhì)分離,這些都會阻礙厭氧微生物的生長繁殖,進而降低厭氧發(fā)酵效率[26-27]。厭氧發(fā)酵中主要的金屬離子包括K+、Na+、Ca2+和Mg2+,它們可能會隨著有機質(zhì)的降解逐漸溶解到體系中[20]。試驗過程發(fā)酵液K+、Na+、Ca2+和Mg2+濃度變化見圖6。

圖6 主要金屬離子濃度隨時間的變化Fig.6 Temporal variation of main metal ions concentration

除了Na+外,沼液中K+、Ca2+和Mg2+濃度都在不斷增加,這可能是因為在厭氧發(fā)酵過程中無機鹽幾乎不會被微生物吸收利用,秸稈中的無機鹽大部分轉(zhuǎn)移到沼液中或者保留在沼渣中,而由于試驗過程中沼液不斷地被回流使用,沼液中無機鹽就會不斷地積累;Na+并未出現(xiàn)類似的變化趨勢,可能是因為秸稈中鈉含量很低,僅是在試驗開始加入NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值時引入少量Na+。至105 d時,沼液中ρ(K+)、ρ(Ca2+)和ρ(Mg2+)總值比回流初期增加342%,達4.13 g·L-1,其中83.25%為K+。

為確定發(fā)酵液中K+、Ca2+、Mg2+來源,進一步分析秸稈原料與沼渣中K+、Ca2+、Mg2+含量以及系統(tǒng)中的總量平衡(表2)。沼液與沼渣中K+、Ca2+、Mg2+總含量達到理論輸入總量的92.65%～95.16%。之所以出現(xiàn)實際值與理論值不一致的情況,一方面是由于檢測誤差所致,另一方面也可能是因為難以保證取樣均勻性。其次,系統(tǒng)輸入的K+量最大,且溶解并滯留在沼液中的K+濃度最高,而Ca2+和Mg2+則更多地保留在沼渣中。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因一方面可能與植物體中鉀、鈣、鎂的存在形式有關(guān)。植物體中的鉀幾乎都以無機離子態(tài)存在,易于溶出;鈣和鎂則主要與有機大分子物質(zhì)相結(jié)合,是重要的結(jié)構(gòu)組分,如鈣與蛋白質(zhì)的結(jié)合,鎂構(gòu)成葉綠素的中心原子等,而植物細胞中游離Ca2+和Mg2+濃度卻很低,細胞溶質(zhì)中游離Ca2+濃度僅為0.1～0.2 μmol·L-1[28-30]。另一方面,與K+相比,溶解出的Ca2+和Mg2+更易形成沉淀物附著在沼渣和底泥上。綜合以上分析,推測沼液全量連續(xù)回流導致的鹽分積累有可能是系統(tǒng)產(chǎn)氣效率受抑制的重要原因,而發(fā)酵液中K+的高占比及鉀鹽易于轉(zhuǎn)移至沼液中的情況則需引起關(guān)注。

表2厭氧發(fā)酵系統(tǒng)中K+、Ca2+和Mg2+平衡情況

Table2Distributionandbalancesofmainsaltsintheanaerobicfermentationsystem

金屬離子原料輸入1)/g沼渣中含量/g沼液中含量/g沼渣和沼液中總含量/g沼渣和沼液中含量占比/%K+48831085±1163439±1704524±0609265±101Ca2+15211099±068345±0781444±0239492±123Mg2+776392±012346±009738±0079516±074

1)原料輸入總量基于試驗過程投加秸稈總干物質(zhì)量求得。

3 結(jié)論

(1)沼液全量連續(xù)回流會抑制稻秸厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣,抑制階段(第81～105天)的原料產(chǎn)氣率和容積產(chǎn)氣率較穩(wěn)定階段(第41～60天)下降約24%，但未對φ(CH4)和pH值產(chǎn)生不利影響。

(2)沼液全量連續(xù)回流過程中,ρ(NH4+-N)從640 mg·L-1逐漸降至185 mg·L-1,下降幅度達71%。氮源不足可能是抑制產(chǎn)氣的重要原因之一。

(3)沼液全量連續(xù)回流過程中,金屬離子濃度不斷增加,ρ(K+)、ρ(Ca2+)和ρ(Mg2+)總量達4.13 g·L-1,增加342%。鹽分積累可能是抑制產(chǎn)氣的重要原因之一,而發(fā)酵液中K+含量高及鉀鹽易于轉(zhuǎn)移的特點,可能在抑制產(chǎn)氣過程中起重要作用,需要在后續(xù)研究中給予關(guān)注。

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EffectsofFullContinuousRefluxofBiogasSlurryonCharacteristicsofRiceStrawAnaerobicDigestion.

ZHANGYing-peng1,2,CHENGuang-yin2,HEIKun-lun1,2,YANGYi-fan2,XUCai-yun1,2,CHANGZhi-zhou1,2

(1.College of Resources and Environmental Sciences, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China; 2.Circular Agriculture Research Center, Jiangsu Academy of Agricultural Sciences/ Department of Agriculture Rural Renewable Energy Development and Utilization of Scientific Observation and Experiment Station in East China, Ministry of Agriculture, Nanjing 210014, China)

Rational reflux or reuse of biogas slurry in rice straw anaerobic biogas digesters can reduce amount of the slurry to be discharged, thus lowering the cost of subsequent disposal of the slurry. For the purpose of providing scientific basis for modification of the technology of full reuse of biogas slurry, an experiment was carried out using rice straw as substance and a continuous stirred tank reactor (CSTR) to study effect of continuous full reflux of biogas slurry on anaerobic fermentation of rice straw in an attempt to elaborate mechanism of the effect. Results show that using continuous full reflux of biogas slurry, the reaction system ran stably for 50 days with TS, VS and volumetric biogas production rate stabilized at 245 mL·g-1, 300 mL·g-1and 0.74 L·L-1·d-1, respectively. However, with the system running on till 85 days, though no apparent changes were observed in pH of the solution and volume fraction of methane in the digester, TS, VS and volumetric biogas production rate declined to 186 mL·g-1, 226 mL·g-1and 0.56 L·L-1·d-1, respectively, or by around 24% as compared with their respective ones in the stable period. Further analysis shows that ammonia nitrogen in the slurry dropped to 185 mg·L-1or by 71% in concentration. Meanwhile, the total concentration of main metal ions rose up to 4.13 g·L-1or by 342%. Consequently, it can be preliminarily ascertained that continuous full reflux of biogas slurry would affect biogas production of the system, which may be attributed to the significant decrease in nitrogen content and accumulation of salts caused by full reflux of biogas slurry in the solution of the system. However, further efforts should be made to dig its real causes.

reflux of biogas slurry; anaerobic digestion; rice straw; biogas; continuous stirred tank reactor(CSTR)

X705； S216.4

： A

： 1673-4831(2017)09-0845-07

10.11934/j.issn.1673-4831.2017.09.011

張應鵬(1991—),男,安徽六安人,碩士生,主要從事農(nóng)業(yè)固體廢棄物資源化研究。E-mail: zyp1991haha@163.com

(責任編輯： 陳 昕)

2016-11-09

江蘇省自主創(chuàng)新項目〔CX(12)1002〕; 公益性行業(yè)計劃(201503135)

① 通信作者E-mail: czhizhou@hotmail.com