摘要:為探究底物濃度對農(nóng)村人糞與秸稈半干式厭氧發(fā)酵的影響規(guī)律,在使用沼液對玉米和小麥秸稈進行浸泡預(yù)處理后,使其分別與人糞混合開展半干式厭氧發(fā)酵研究,設(shè)置了10%、12%及14% 3種不同底物濃度,考察其對半干式厭氧發(fā)酵的影響,監(jiān)測試驗過程中產(chǎn)氣量變化和沼液中pH值、NH+4-N、VFAs、CODcr等指標(biāo)的變化情況,總結(jié)歸納其變化規(guī)律,并且分析產(chǎn)生沼渣用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可行性。結(jié)果表明,不同試驗組各指標(biāo)變化趨勢具有相似性;產(chǎn)氣性能方面,相同底物TS=12%時試驗組產(chǎn)氣量最優(yōu),不同底物的試驗組中人糞與小麥秸稈的混合發(fā)酵更優(yōu);發(fā)酵料液特性方面,底物濃度越低發(fā)酵料液的指標(biāo)變化越溫和,發(fā)酵過程越穩(wěn)定,緩沖能力越高,相同底物濃度時人糞與小麥秸稈的試驗組合更具有緩沖能力、發(fā)酵過程更穩(wěn)定;發(fā)酵后沼渣方面,各個試驗組的沼渣均符合制肥標(biāo)準(zhǔn)。綜上所述,在底物濃度為12%時,人糞與農(nóng)作物秸稈進行半干式混合厭氧發(fā)酵的試驗各方面性能最好,小麥秸稈比玉米秸稈更適合做人糞厭氧發(fā)酵的調(diào)理劑。
關(guān)鍵詞:人糞;秸稈;混合厭氧發(fā)酵;底物濃度
中圖分類號:X71 文獻標(biāo)志碼:A
文章編號:1002-1302(2024)12-0245-08
2020年12月5日,中共中央辦公廳 國務(wù)院辦公廳印發(fā)了《農(nóng)村人居環(huán)境整治提升五年行動方案(2021—2025年)》[1],其中明確提出要扎實推進農(nóng)村廁所革命,加強農(nóng)村廁所糞污無害化處理與資源化利用。文獻表明,一個成年人平均每天要產(chǎn)生2.2 kg糞尿[2],如果這些廢棄物未合理處理則會對環(huán)境產(chǎn)生大量的危害。此外,在北方地區(qū)玉米、小麥作物是最為常見且種植面積最廣的大田作物,產(chǎn)量巨大,致使我國糧食秸稈產(chǎn)量巨大,但這些秸稈處理、處置有所弊端[3],對環(huán)境造成了嚴(yán)重的影響。因此,合理處理好糞便及秸稈等這些農(nóng)業(yè)有機廢棄物,對于環(huán)境有著極為重要的意義。
厭氧發(fā)酵是將有機廢棄物轉(zhuǎn)化為沼氣,同時,沼氣具有可再生性、對環(huán)境污染小的優(yōu)點,沼液沼渣則可用于農(nóng)田,實現(xiàn)廢物處理和綠色有機農(nóng)業(yè)的有機結(jié)合,是碳減排的重要技術(shù)途徑之一。底物濃度是影響厭氧發(fā)酵的重要因素[4],根據(jù)進料總固體濃度的不同,可劃分為濕式厭氧發(fā)酵(TSlt;10%)、半干式厭氧發(fā)酵(10%lt;TSlt;15%)和干式厭氧發(fā)酵(15%lt;TSlt;30%)[5]。適當(dāng)?shù)乃钟欣谖⑸锏恼4x,合適的底物濃度是微生物生長所必需的環(huán)境[6],如果TS濃度過高,原料分解困難,易酸化[7],過低則會使微生物營養(yǎng)不足,產(chǎn)氣量低,發(fā)酵過后沼渣含水量高,不好利用[8]。一般農(nóng)業(yè)有機廢棄物總固體含量較高,如果進行濕式厭氧發(fā)酵,需水量大[9],但干式厭氧發(fā)酵經(jīng)常會在發(fā)酵前期經(jīng)歷時間較長的酸化期[10],有一段產(chǎn)氣停滯期,因此農(nóng)業(yè)有機廢棄物采用半干式厭氧發(fā)酵較為適宜。探討底物濃度對厭氧發(fā)酵的影響,尋求適宜農(nóng)村有機廢棄物混合發(fā)酵的底物濃度對推進厭氧發(fā)酵技術(shù)進步具有重要意義。
李永平等研究得出,牛糞與玉米秸稈混合厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣效果優(yōu)于單一原料發(fā)酵[11]。李文哲等使用餐廚廢棄物與牛糞進行混合厭氧發(fā)酵,發(fā)現(xiàn)底物濃度為80 g/L(即8%)時產(chǎn)氣效果可達到最佳[12]。Lin等對牛糞、餐廚垃圾、秸稈在中溫條件下不同底物濃度的厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣效果進行了研究,發(fā)現(xiàn)當(dāng)TS為10%時,其產(chǎn)氣速率最大[13]。杜靜等研究純稻稈發(fā)酵,發(fā)現(xiàn)TS濃度為16%時,VS產(chǎn)氣量達到最佳[14]。Gail等研究豬糞與玉米秸稈混合發(fā)酵在碳氮比為25 ∶1時,TS濃度為15%時,VS產(chǎn)氣量達到最佳[15]。綜上得出,目前以動物糞便作為發(fā)酵對象的研究較多,而采用人糞與秸稈進行混合的半干式厭氧發(fā)酵的試驗鮮有研究。針對秸稈中含有纖維素、半纖維素及木質(zhì)素等難以降解物質(zhì)的特性,本研究采用沼液浸泡過的秸稈進行發(fā)酵[16],探討底物濃度對于人糞與通過沼液浸泡的秸稈進行混合厭氧發(fā)酵試驗的產(chǎn)氣性能,發(fā)酵料液理化性質(zhì)的影響及產(chǎn)生的沼渣是否具有農(nóng)用的可能性,以期探討人糞及秸稈的合理處置與利用,對農(nóng)村資源化利用提供新的理論依據(jù),對引導(dǎo)農(nóng)業(yè)有機廢棄物處置和資源化具有重大意義。
1 材料與方法
1.1 材料
所有原料均取自河北省順平縣才良村某農(nóng)戶家,人糞經(jīng)烘干后保存;玉米秸稈和小麥秸稈作為調(diào)理劑接種物沼液中浸泡96 h后烘干打碎保存;接種物選用常溫發(fā)酵產(chǎn)氣良好的沼氣池中的沼液。預(yù)處理后原料的理化性質(zhì)見表1。
1.2 試驗裝置
研究場所位于河北省保定市順平縣某污水處理廠,起止日期為2023年3月24日至5月3日,所用試驗裝置見圖1,主要是由3部分組成:第1個廣口瓶是發(fā)酵裝置,第2個廣口瓶是排堿液裝置,里面裝有6%的氫氧化鈉溶液[17],第3個錐形瓶是用來收集所排出的堿液。3個裝置采用玻璃管和橡膠管連接,連通后用凡士林涂抹接口位置防止漏氣。將發(fā)酵裝置放于恒溫水浴鍋中,水浴加熱,調(diào)節(jié)溫度為35 ℃,溫度變化不超過±2 ℃。
1.3 試驗方案
于1 L發(fā)酵罐中分別放入人糞和不同秸稈原料,質(zhì)量按碳氮比計算,總體發(fā)酵體系為650 g。發(fā)酵周期為40 d,C/N為25/1,接種物比例為30%,溫度設(shè)為35 ℃,pH值自然,發(fā)酵原料的具體配比見表2。人糞與玉米秸稈混合TS濃度為10%、12%、14%的發(fā)酵,其處理編號為T1、T2、T3,人糞與小麥秸稈混合TS濃度為10%、12%、14%的發(fā)酵,其處理編號為T4、T5、T6。
試驗期間,每天手動搖動發(fā)酵瓶2次,確保發(fā)酵物料混合均勻,并防止發(fā)酵液分層、結(jié)殼[18]。試驗一共發(fā)酵40 d,每日測定產(chǎn)氣量,并且在試驗的1、3、5、7、9、11、13、15、18、21、24、26、28、32、36、39 d 取樣,測定發(fā)酵料液的pH值、揮發(fā)性脂肪酸(VFAs)、氨氮(NH+4-N)以及化學(xué)需氧量(CODCr)含量。
1.4 測定項目與數(shù)據(jù)分析
以排堿液(6% NaOH溶液)法測定產(chǎn)氣量[17];烘箱105 ℃烘干24 h,采用差重法測定TS;馬弗爐550 ℃灼燒4 h后,采用差重法測定VS;總有機碳(TOC),使用島津TOC儀測定;總氮(TN)測定,采用蒸餾-滴定法測定;發(fā)酵液pH值,采用?,斒殖质絧H計(pH828)測定;電導(dǎo)率(EC),使用上海三信電導(dǎo)率筆(SX-650)測定;氨氮(NH+4-N),采用納氏試劑分光光度法測定(HJ 535—2009);揮發(fā)性脂肪酸(VFAs),采用酸性乙二醇分光光度計法測定;CODCr,采用重鉻酸鉀法測定(HJ 828—2017);重金屬,采用王水回流消解和原子吸收法測定(HY/T 1613—2008);五氧化二磷(P2O5),采用硫酸雙氧水消解和鉬藍分光光度法測定(HJ 546—2015);氧化鉀(K2O),采用硫酸雙氧水消解和火焰光度法測定(GB 11904—1989)。
圖表繪制使用Origin 2021,數(shù)據(jù)處理采用Excel整理,并采用SPSS 26.0單因素方差分析(ANOVA)對試驗結(jié)果進行顯著性檢驗。
1.5 累計VS產(chǎn)氣量數(shù)據(jù)擬合
采用修正的Gompertz動力學(xué)模型對各試驗組發(fā)酵過程的VS產(chǎn)氣量進行數(shù)據(jù)擬合[19]。
式中,P為累計甲烷產(chǎn)量,mL/g;Pmax為產(chǎn)甲烷潛力,mL/g;Rmax為最大產(chǎn)甲烷速率,mL/(g·d);t為發(fā)酵時間,d;λ為產(chǎn)甲烷延滯期,d。
2 結(jié)果與分析
2.1 不同底物濃度對人糞和秸稈混合厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣的影響
2.1.1 底物濃度對厭氧發(fā)酵日產(chǎn)氣量與累計產(chǎn)氣量的影響
人糞與秸稈協(xié)同厭氧發(fā)酵不同底物濃度處理組日產(chǎn)氣量變化見圖2。由圖2可知,在 40 d 厭氧發(fā)酵過程中,各處理組變化極為相似,均為3個峰值,其中,第1個峰值均出現(xiàn)在第2天,峰值依次為343、417、395、475、536、597 mL;第2個峰值分別出現(xiàn)在第7、13、17、4、5、6 天,峰值依次為558、683、771、549、603、660 mL;第3個峰值分別出現(xiàn)在第15、22、28、13、16、18天,峰值依次為669、710、725、708、724、798 mL。人糞與秸稈協(xié)同厭氧發(fā)酵不同底物濃度處理組累積產(chǎn)氣量變化,由圖3可知,在40 d厭氧發(fā)酵過程中,累計VS產(chǎn)氣量:T2gt;T1gt;T3、T5gt;T6gt;T4;達80%累計產(chǎn)氣量用時:T3gt;T2gt;T1、T4=T6gt;T5。
2.1.2 動力學(xué)分析
由不同處理組的累積產(chǎn)氣量的Gompertz擬合曲線和擬合結(jié)果(圖3和表3)可知,R2可衡量動力學(xué)方程的擬合度[20],當(dāng)R2gt;0.990時,擬合結(jié)果較好。由表3可知,各處理組的R2均gt;0.995, 擬合效果較好。 人糞與玉米秸稈混合厭氧發(fā)酵,隨著底物濃度增加,產(chǎn)甲烷潛力隨之增大,但產(chǎn)甲烷延滯期的時間也延長;人糞與小麥秸稈混合厭氧發(fā)酵,產(chǎn)甲烷潛力與最大產(chǎn)甲烷速率均為TS濃度為12%時最高,產(chǎn)甲烷延滯期的時間相差不足2 d。對于相同底物濃度而不同的發(fā)酵底物的試驗組,TS=10%與TS=12%時,人糞與小麥混合厭氧發(fā)酵的產(chǎn)甲烷潛力、最大產(chǎn)甲烷速率與產(chǎn)甲烷延滯期均優(yōu)于人糞與玉米秸稈混合發(fā)酵的試驗組;TS=14%時, 人糞與玉米結(jié)合混合發(fā)酵的產(chǎn)甲烷潛力最優(yōu),但最大產(chǎn)甲烷潛力與產(chǎn)甲烷延滯期均略次于人糞與小麥秸稈混合發(fā)酵的試驗組。
2.2 不同底物濃度對人糞和秸稈混合厭氧發(fā)酵發(fā)酵料液理化性質(zhì)的影響
2.2.1 底物濃度對厭氧發(fā)酵料液pH值的影響規(guī)律
對于厭氧發(fā)酵的整個過程來說,pH值是一個極為重要的衡量發(fā)酵是否穩(wěn)定的指標(biāo)[21],每個發(fā)酵階段產(chǎn)物不同對反應(yīng)體系的pH值具有不同影響效果。其中,產(chǎn)酸菌適宜生長的pH值為4.0~8.5,而產(chǎn)甲烷菌適宜生長的pH值為6.5~7.5[22]。整個發(fā)酵過程始終處于動態(tài)的變化過程。由圖4可知,不同試驗組的厭氧發(fā)酵趨勢相似,先下降再上升,最后趨于穩(wěn)定,pH值穩(wěn)定在6.7~7.7。在發(fā)酵過程中,各處理組的pH值谷值分別為6.60、6.17、5.90、7.11、7.08及6.99,谷值為T1gt;T2gt;T3及T4gt;T5gt;T6。
由方差分析結(jié)果(表4)可知,T1組和T3組的pH值差異達顯著水平;T2組與T5、T6組的pH值差異性達顯著水平;T3組和除T2組外的其他4組的pH值差異達顯著水平??赡苁且驗槿思S與玉米秸稈混合發(fā)酵均有不同程度的酸化,其中,T3組酸化過于嚴(yán)重,發(fā)酵結(jié)果存在較大的差異性。
2.2.2 底物濃度對厭氧發(fā)酵料液NH+4-N的影響規(guī)律
NH+4-N可以提供微生物生長代謝所需要的氮元素[23],若NH+4-N濃度超過1 700 mg/L,則乙酸營養(yǎng)型產(chǎn)甲烷菌活動會受到很大抑制[24]。由圖5可知,各試驗組變化趨勢相似,先升高、再降低,之后又出現(xiàn)升高降低的趨勢,最后趨于穩(wěn)定。整個發(fā)酵過程中變化較為緩慢,發(fā)酵開始與發(fā)酵之后的相差不大,最后各個試驗組的NH+4-N濃度均保持在500~1 000 mg/L。不同TS濃度下,NH+4-N濃度在整個發(fā)酵過程中總體保持:TS=14%gt;TS=12%gt;TS=10%, 而相同TS濃度,不同的發(fā)酵底物的NH+4-N濃度沒有太大差異。
由方差分析結(jié)果(表4)可知,T1、T2、T3的 NH+4-N 濃度差異均達顯著水平;T4、T5、T6試驗組的NH+4-N濃度均不具有顯著性差異;T1組和T4、T5、T6的NH+4-N濃度趨勢不具有顯著性差異??赡苁且驗槿思S與玉米秸稈混合發(fā)酵均有不同程度的酸化,發(fā)酵結(jié)果存在較大的差異性。
2.2.3 底物濃度對厭氧發(fā)酵料液VFAs的影響規(guī)律
VFAs是厭氧發(fā)酵過程中產(chǎn)生的重要中間產(chǎn)物[25],如果VFAs濃度過高時,會造成反應(yīng)體系酸度過高,嚴(yán)重影響發(fā)酵的正常進行[26]。由圖6可知,所有試驗組趨勢變化相似,先上升、再下降,最后雖然有所波動但基本處于穩(wěn)定狀態(tài),除T3處理組外基本穩(wěn)定在1 100~2 200 mg/L,T3處理組穩(wěn)定在2 100~3 700 mg/L。在發(fā)酵過程中,各處理組的VFAs峰值分別為2 406.50、3 861.21、5 069.56、2 506.22 mg/L、2 629.40、3 550.32 mg/L,峰值為T3gt;T2gt;T1及T6gt;T5gt;T4。
由方差分析結(jié)果(表4)可知,T1、T2、T3的VFAs差異均達顯著水平;T4、T5、T6這3個試驗組的VFAs均不具有顯著性差異;T1組和T4、T5、T6組的VFAs趨勢不具有顯著性差異??赡苁且驗槿思S與玉米秸稈混合發(fā)酵均有不同程度的酸化,發(fā)酵結(jié)果存在較大的差異性。
2.2.4 底物濃度對厭氧發(fā)酵料液CODCr的影響規(guī)律
CODCr主要來源于厭氧發(fā)酵過程中復(fù)雜有機物經(jīng)過水解酸化后轉(zhuǎn)變成的溶解性有機物,能較好地反映發(fā)酵原料的利用程度[27]。由圖7可知,各處理組變化相似,先上升、再下降,最后雖有所波動但基本處于穩(wěn)定狀態(tài),各處理組濃度范圍分別穩(wěn)定在2.95~10.06、5.24~13.74、6.11~15.73、3.51~7.71、4.97~12.00、6.93~17.16 mg/L,不同TS濃度下,CODCr濃度在整個發(fā)酵過程中,總體保持TS=14%gt;TS=12%gt;TS=10%,而相同TS濃度,不同的發(fā)酵底物的CODCr濃度未有太大差異。發(fā)酵結(jié)束后,根據(jù)最大濃度得到各處理的CODCr去除率分別為78.61%、79.36%、72.96%、82.86%、78.71%和66.75%,說明各處理中的微生物群落對物料的利用情況均較好。
由方差分析結(jié)果(表4)可知,T1組與T3組的CODCr差異達顯著水平;T2組與其他5個試驗組的CODCr均無差異性;T4、T5、T6這3個組試驗組的CODCr均不具有顯著性差異??赡苁且驗槿思S與玉米秸稈混合發(fā)酵均有不同程度的酸化,其中,T3組酸化過于嚴(yán)重,發(fā)酵結(jié)果存在較大的差異性。
2.3 不同底物濃度對人糞和秸稈混合厭氧發(fā)酵沼渣理化性質(zhì)的影響
對沼渣的pH值、營養(yǎng)物質(zhì)含量以及重金屬含量進行測定,各種營養(yǎng)物質(zhì)的含量均在以烘干基為基礎(chǔ)的條件下計算得出。由表5可知,pH值、有機質(zhì)含量、總養(yǎng)分均滿足有機肥標(biāo)準(zhǔn)中的要求;各重金屬也滿足標(biāo)準(zhǔn),未超標(biāo)。
3 討論
在人糞與秸稈混合厭氧發(fā)酵的過程中,不同底物濃度的發(fā)酵對厭氧發(fā)酵系統(tǒng)產(chǎn)生不同的影響。日產(chǎn)氣量有3個峰值,第1個峰值出現(xiàn)可能是因為發(fā)酵瓶中處于水解階段,在此階段中,會產(chǎn)生大量的CO2、H2及N2,之后進入酸化階段,產(chǎn)氣量會有所下降,所以出現(xiàn)了第1個峰值;另一方面可能是因為發(fā)酵瓶中含有的溶解氧,加速了有機物的分解,當(dāng)溶解氧被消耗殆盡,進入?yún)捬醢l(fā)酵階段后,料液中的有機酸開始累積,出現(xiàn)了產(chǎn)氣量驟降的現(xiàn)象,因此出現(xiàn)了產(chǎn)氣量峰值[18];第2、3個峰值的出現(xiàn)是因為厭氧發(fā)酵處于動態(tài)變化中,產(chǎn)甲烷階段處于優(yōu)勢階段,而2個峰值的出現(xiàn)可能是物料中不同成分降解的難易程度和發(fā)酵菌群的適應(yīng)程度有所不同導(dǎo)致的,其中,T1、T4、T5、T6組出現(xiàn)峰值的時間差不多,但T2、T3組比其他處理要晚9~13 d,可能是因為底物濃度過高,出現(xiàn)了“過酸化”的現(xiàn)象,之后由于厭氧發(fā)酵會自動自我調(diào)節(jié)到適應(yīng)發(fā)酵的條件[28],因此T2與T3分別在第7天和第11天恢復(fù)至 100 mL 以上。
各個試驗組在1~3 d,厭氧發(fā)酵處于水解和酸化階段,酸化細菌將人糞、玉米秸稈或小麥秸稈中的纖維素、蛋白質(zhì)等大分子有機質(zhì)分解成小分子有機酸類[29-30],并溶解在沼液中,因此VFAs大量積累,出現(xiàn)上升趨勢,pH值下降,CODCr急劇上升,而發(fā)酵底物中的氮元素被利用轉(zhuǎn)化為NH+4-N,NH+4-N濃度出現(xiàn)上升的趨勢;試驗組T1、T2、T4、T5與T6在3~11 d,試驗組T3在3~13 d物料產(chǎn)甲烷速率大于水解酸化的速率,進入產(chǎn)甲烷穩(wěn)定運行階段,甲烷菌大量繁殖,成為系統(tǒng)優(yōu)勢菌[31],因此沼液中的CODCr被利用開始迅速下降;VFAs被大量消化出現(xiàn)下降趨勢,pH值上升,氨氮作為緩沖物質(zhì)調(diào)節(jié)反應(yīng)的pH值[32];直至發(fā)酵結(jié)束這段時間,厭氧發(fā)酵的各階段處于平衡狀態(tài),雖然在各處理組在接近產(chǎn)氣高峰的時間段內(nèi),各指標(biāo)均出現(xiàn)了波動,但波動不大。
通過對沼渣中營養(yǎng)物質(zhì)與重金屬的檢測,重金屬含量符合NY 525—2012中的標(biāo)準(zhǔn),不會對土壤造成污染,但是營養(yǎng)元素雖然符合制肥標(biāo)準(zhǔn)但不足以提供植物生長所需??墒褂谜釉c無機肥進行混合,制成沼渣無機復(fù)混肥,來滿足植物所需的氮、磷、鉀元素含量[33],可節(jié)約成本,是一種較為有效的處置和資源化利用的方法。
綜合上述分析得出,相同發(fā)酵底物的試驗組,TS=12%的發(fā)酵體系相較于其他試驗組產(chǎn)氣量最優(yōu)且沼液的各個指標(biāo)均較為穩(wěn)定;而相同底物濃度的試驗組,人糞與小麥秸稈發(fā)酵的試驗組比人糞與玉米秸稈發(fā)酵的試驗組產(chǎn)氣量更優(yōu)、沼液的指標(biāo)較為穩(wěn)定。
4 結(jié)論
在產(chǎn)氣性能方面,試驗組T5 VS產(chǎn)氣量最優(yōu),為260.80 mL/g;相同發(fā)酵底物的試驗組,TS=12%的發(fā)酵體系產(chǎn)氣量最優(yōu)且沼液的各指標(biāo)均較為穩(wěn)定;而相同底物濃度的試驗組,人糞與小麥秸稈發(fā)酵試驗組比人糞與玉米秸稈發(fā)酵試驗組產(chǎn)氣量更優(yōu)、沼液的指標(biāo)較為穩(wěn)定。
在運行過程中,pH值整體上呈現(xiàn)先降低后上升的趨勢,反應(yīng)結(jié)束穩(wěn)定在6.75~7.69;NH+4-N濃度整體上呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢,在反應(yīng)結(jié)束穩(wěn)定在500~1 000 mg/L;VFAs呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢,除T3處理組外基本穩(wěn)定在1 100~2 200 mg/L,T3處理組穩(wěn)定在2 100~3 700 mg/L;CODCr呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢,最終各處理組分別穩(wěn)定在 2.95~10.06、5.24~13.74、6.11~15.73、3.51~7.71、4.97~12.00、6.93~17.16 mg/L。
沼渣中營養(yǎng)物質(zhì)與重金屬含量符合制肥標(biāo)準(zhǔn),不會對土壤造成污染,為了更好地提供植物生長所需的營養(yǎng)含量,使用沼渣與無機肥進行混合,制成沼渣無機復(fù)混肥,以此來節(jié)約成本,具有一定的安全性。
參考文獻:
[1]農(nóng)村人居環(huán)境整治提升五年行動方案(2021—2025年)[N]. 人民日報,2021-12-06(1).
[2]楊婷婷,吳艾歡,李紅衛(wèi),等. 人源糞水固液分離技術(shù)的研究[J]. 青島理工大學(xué)學(xué)報,2018,39(3):74-78.
[3]楚莉莉,田孝鑫,楊改河. 不同生物預(yù)處理對玉米秸稈厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣特性的影響[J]. 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2014,45(4):118-122.
[4]馮 磊,王 寧,寇 巍,等. 底物濃度對玉米秸稈乙醇發(fā)酵及殘渣甲烷發(fā)酵的影響[J]. 環(huán)境工程學(xué)報,2019,13(1):186-194.
[5]Wang G J,Li Q,Gao X,et al. Synergetic promotion of syntrophic methane production from anaerobic digestion of complex organic wastes by biochar:performance and associated mechanisms[J]. Bioresource Technology,2018,250:812-820.
[6]Zhao Z Q,Li Y,Quan X,et al. Towards engineering application:potential mechanism for enhancing anaerobic digestion of complex organic waste with different types of conductive materials[J]. Water Research,2017,115:266-277.
[7]Mao C L,Xi J C,F(xiàn)eng Y Z,et al. Biogas production and synergistic correlations of systematic parameters during batch anaerobic digestion of corn straw[J]. Renewable Energy,2019,132:1271-1279.
[8]Wang Z Z,Hu Y S,Wang S,et al. A critical review on dry anaerobic digestion of organic waste:characteristics,operational conditions,and improvement strategies[J]. Renewable and Sustainable Energy Reviews,2023,176:113208.
[9]鄭嘉熹,祝金星,劉吉寶,等. 基于溫差的規(guī)模化生活垃圾干式厭氧發(fā)酵工藝的產(chǎn)氣特征[J]. 環(huán)境工程學(xué)報,2022,16(9):2958-2970.
[10]李 靖,李愛芹,趙國明,等. 半干式厭氧發(fā)酵沼氣工程運行性能測試[J]. 農(nóng)業(yè)與技術(shù),2021,41(16):45-47.
[11]李永平,龐震鵬,朱教寧,等. 牛糞與玉米秸稈不同配比厭氧發(fā)酵的產(chǎn)氣性能[J]. 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2020,48(10):73-81.
[12]李文哲,殷麗麗,王 明,等. 底物濃度對餐廚廢棄物與牛糞混合產(chǎn)氫發(fā)酵的影響[J]. 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2014,45(5):103-109.
[13]Lin L,Yu Z T,Li Y B. Sequential batch thermophilic solid-state anaerobic digestion of lignocellulosic biomass via recirculating digestate as inoculum-Part Ⅱ:microbial diversity and succession[J]. Bioresource Technology,2017,241:1027-1035.
[14]杜 靜,常志州,葉小梅,等. 底物濃度和接種率對稻秸沼氣啟動的影響[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報,2011,30(7):1456-1459.
[15]Joseph G,Zhang B,Harrison S H,et al. Microbial community dynamics during anaerobic co-digestion of corn stover and swine manure at different solid content,carbon to nitrogen ratio and effluent volumetric percentages[J]. Journal of Environmental Science and Health.Part A,Toxic/Hazardous Substances amp; Environmental Engineering,2020,55(9):1111-1124.
[16]劉鵬程,李慧莉,陳志強. 熱堿超聲波預(yù)處理對秸稈污泥混合厭氧消化影響[J]. 給水排水,2020,56(增刊2):120-124.
[17]夏雨揚. 玉米秸稈與不同底物協(xié)同厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣初始條件優(yōu)化研究[D]. 成都:西南交通大學(xué),2020:14.
[18]付龍云,李 彥,趙自超,等. 接種比對葉菜類尾菜厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣性能影響的研究[J]. 山東農(nóng)業(yè)科學(xué),2020,52(2):75-82.
[19]Wahballah M,Jin K D,Zhang Q G,et al. Acidogenic biorefinery of rice straw for volatile fatty acids production via sequential two-stage fermentation:effects of pre-treatments[J]. Environmental Technology amp; Innovation,2021,23:101686.
[20]桂 倫,陳莎莎,黃振俠,等. 進料濃度對豬糞混合稻稈厭氧產(chǎn)甲烷特性的影響[J]. 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)報,2021,38(2):305-316.
[21]余 高,陳 芬,卜玉山,等. 玉米秸稈對畜禽糞便厭氧發(fā)酵后沼渣沼液中重金屬含量的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2019,47(8):265-268.
[22]李永慧,童 巧,李玉成,等. 多種廢棄物混合厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣及對重金屬的影響[J]. 安全與環(huán)境學(xué)報,2021,21(6):2723-2730.
[23]李博文,朱鴻斌,郭建斌,等. 鳥糞石沉淀法脫除氨氮對雞糞厭氧發(fā)酵過程的影響[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2021,37(22):220-225.
[24]Christou M L,Vasileiadis S,Kalamaras S D,et al. Ammonia-induced inhibition of manure-based continuous biomethanation process under different organic loading rates and associated microbial community dynamics[J]. Bioresource Technology,2021,320(Pt A):124323.
[25]Giduthuri A T,Ahring B K. Current status and prospects of valorizing organic waste via arrested anaerobic digestion:production and separation of volatile fatty acids[J]. Fermentation,2022,9(1):13.
[26]徐一雯,楊國棟,王鳳俠,等. 預(yù)處理及物料配比對有機垃圾厭氧發(fā)酵的影響[J]. 環(huán)境工程,2021,39(4):100-106.
[27]Gao F,Zhang C Y,Sun Q B,et al. The control strategy and kinetics of VFAs production in an ASBR reactor treating low-strength mariculture wastewater[J]. International Journal of Environmental Research and Public Health,2022,19(13):7858.
[28]Li J W,Meng Q W,Wang C,et al. The interaction between temperature and citric acid treatment in the anaerobic fermentation of Chinese cabbage waste[J]. Journal of Cleaner Production,2023,383:135502.[HJ2mm]
[29]鄧 松,楊志敏,黃 磊,等. 豬糞與玉米稈混合半連續(xù)厭氧發(fā)酵條件優(yōu)化研究[J]. 農(nóng)業(yè)生物技術(shù)學(xué)報,2018,26(7):1265-1274.
[30]翟森茂,毛欣宇,陳 星,等. 黃孢原毛平革菌聯(lián)合生物炭對雞糞好氧堆肥木質(zhì)素降解和腐熟度的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2023,51(7):227-235.
[31]陳廣銀,鄭嘉偉,曹海南,等. 雞糞與麥秸混合厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣特性[J]. 中國環(huán)境科學(xué),2023,43(5):2373-2380.
[32]趙 楠. 混合厭氧發(fā)酵底物有機組分與發(fā)酵條件交互作用研究[D]. 楊凌:西北農(nóng)林科技大學(xué),2019:19-20.
[33]王 洋. 餐廚垃圾厭氧發(fā)酵及沼渣資源化利用研究[D]. 哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué),2019:58-59.
收稿日期:2023-08-21
基金項目:河北省重點研發(fā)計劃(編號:22323802D);保定市“揭榜掛帥”項目(編號:2022創(chuàng)323)。
作者簡介:王秋媛(1998—),女,河北省滄州人,碩士研究生,主要研究方向為農(nóng)村有機廢棄物處理處置與資源化。E-mail:1735538344@qq.com。
通信作者:張鐵堅,博士,副教授,主要研究方向為農(nóng)村有機廢棄物處理處置與資源化。E-mail:cjztj@hebau.edu.cn。