农业资源与环境学报

作者：桂伦,陈莎莎,黄振侠,吁安,姚健,陈柳萌

单位：江西省农业科学院农业应用微生物研究所, 南昌 330200,江西省农业科学院农业应用微生物研究所, 南昌 330200,江西省农业生态与资源保护站, 南昌 330046,江西省农业科学院农业应用微生物研究所, 南昌 330200,江西省农业科学院农业应用微生物研究所, 南昌 330200,江西省农业科学院农业应用微生物研究所, 南昌 330200

关键词：猪粪，稻秆，进料浓度，混合发酵，产甲烷特性,

基金：江西省重大研发专项（20182ABC28006）；江西省现代农业科研协同创新专项（JXXTCX201600304）；江西省重点研发项目（20171ACG70020）

为研究猪粪（Pig manure，PM）与稻秆（Rice straw，RS）的组配比例与进料的固形物（Total solid，TS）浓度对中温条件下厌氧产甲烷特性的影响，通过批次厌氧发酵试验摸清不同挥发性固体（Volatile solids，VS）配比（PM/RS=1：0、4：1、2：1、1：1、1：2、1：4、0：1）下的原料产甲烷规律，并选择VS配比（均以PM/RS计）为1：1、4：1的混合原料开展进料浓度（TS分别为4.6%、7.1%、9.6%、12.1%）梯度提升的连续厌氧发酵试验。结果表明：批次发酵试验中VS配比为4：1时产甲烷性能表现最好，产甲烷潜力（P值）、反应动力常数（k）、最大产甲烷速率（Rm）及甲烷产率达到峰值时间（tmax）分别为380.3 mL·g-1 VS、0.098 d-1、37.2 mL·g-1 VS·d-1、4.4 d。连续发酵试验中，在水力停留时间为30 d、VS配比为4：1时连续产甲烷性能更优，甲烷产率、产甲烷潜力转化率和容积产甲烷率分别达到354.8 mL·g-1 VS、93.3%、0.88 L·L-1·d-1。但混合物料中猪粪比例越高，发酵系统的氨抑制风险也越高。在进料浓度达到12.1%条件下，VS配比为4：1时的游离氨浓度是VS配比为1：1时的1.47倍，达到223.2 mg·L-1。研究表明，猪粪与稻秆混合原料VS配比为4：1（配比后的C/N=22~23：1）时，可提高发酵原料转化效率和容积产甲烷率；同时，进料TS浓度低于12.1%（有机负荷率为2.87 g VS·L-1·d-1）可降低厌氧发酵中的氨抑制，保证沼气工程稳定运行。

来源：2021年第2期

《农业资源与环境学报》期刊编辑部

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