摘要：水葫芦脱水技术一直是实现其资源化利用的瓶颈,高效率、低成本的挤压脱水设备研发至关重要。试验以自主研发的SHJ-400型水葫芦固液分离机和特殊立式潜污泵(吸口朝上)为基础,采用人工进料方式粉碎水葫芦并通过调节立式粉碎机电动机频率和刀片层数获得不同粉碎程度的水葫芦,首先经过初步试验研究水葫芦粉碎粗细对脱水效果的影响,然后依据脱水设备适宜的水葫芦粉碎粗细要求设计出卧式甩刀粉碎机,并对整套设备(包括粉碎和脱水)进行中试试验。结果表明,随着水葫芦粉碎程度提高,脱水率增加,但与此同时,粉碎的耗能增加,脱水残渣中固形物以及氮、磷、钾等养分流失比例也随之增加,研究发现水葫芦粉碎度为32.92(即粉碎后水葫芦残体长度小于5cm达88%以上)的工况条件较好,所得残渣含水率为83.65%,且试验过程中的总耗能最低,仅6.39kW·h/t,在工程运行中,此结果得到进一步验证,且粉碎与脱水效率更高,总能耗(粉碎+脱水)已降低至2.28～2.72kW·h/t。按照日处理200t水葫芦折算其处理成本为4.5元/t(不考虑设备折旧等其他成本)。可见,此套设备(粉碎和脱水)及工程化技术的研发为水葫芦综合利用产业化的形成提供了技术保障,具有较好的应用前景。

摘要：以猪粪稻秸为原料,设计超高温预处理温度(75,85,95℃)、时间(2,4,8h)和通风量(0.3,0.6,0.9L/kgTS·h)的三因素三水平正交试验,研究不同超高温预处理条件对猪粪稻秸理化特性及后续模拟堆肥腐殖质生成的影响,结果表明,温度、时间和通气量对猪粪稻秸后续高温堆肥腐殖化系数影响各不相同,各因素对后续好氧发酵累腐殖化系数的影响大小顺序为大小顺序为预处理时间>温度>通气量;最佳超高温预处理条件为:预处理温度为95℃,停留时间为4h,通气量为0.6L/(kgTS·h),与CK相比,最佳预处理参数下猪粪稻秸后续高温发酵60d腐殖化系数提高119%,腐殖质、胡敏酸含量分别增加105%、116%,而富里酸含量降低17.2%,结合预处理前后物料理化特性变化规律分析,表明超高温预处理促进了大分子有机物降解为可溶性有机碳,促进了木质纤维素组分降解溶出,促使其更多转化为多酚,同时增加了腐殖质前体还原糖、氨基酸的含量,从而有利于腐殖质的生成.

摘要：以大豆蛋白为原料,研究了生物质大豆蛋白胶黏剂(SPA)的合成及热力学性能。在单因素试验基础上,采用GL9(34)正交平衡区组设计试验,对改性SPA的合成工艺进行了优化。结果表明:改性SPA优化合成工艺条件为硫脲用量1.5 mol,二氧化硅质量0.5 g,三聚磷酸钠质量3 g,最佳工艺下SPA(OSPA)胶接木质材料湿状胶合强度达1.01 MPa,与正交平衡区组设计第7组SPA(SPA7)相比,其胶合强度降低了10%,但胶合板压缩率减少了29.35%,多次验证,湿状胶合强度变异系数为1.7%,具有较高的实用性和稳定性。差示扫描量热仪(DSC)曲线上出现结晶吸热峰,且OSPA起始温度降低,峰值温度略提高,其热焓值由83.89 J/g升高到99.61 J/g;热重分析(TG)表明OSPA分解温度向高温偏移,至800℃时残炭率为25.20%,热稳定性提高。扫描电镜(SEM)分析表明OSPA界面出现诱发银纹,断面层形貌结合致密,改善了大豆蛋白基生物质胶黏剂的胶合强度及耐水性。

摘要：为比较秸秆批式发酵和半连续发酵工艺的产沼气效果,以水稻秸秆为单一发酵底物,开展了室内中温批式发酵和半连续发酵对比试验,以容积产气率和原料产气率为特征指标,研究不同料液浓度对秸秆批式和半连续发酵产沼气的影响,以期获得秸秆沼气工程适宜的运行参数。结果表明,批式发酵容积产气率随着TS浓度的增加而增加,但增幅逐渐减少;与静态批式发酵相比,间歇搅拌有助于提高批式发酵容积产气率,特别对高TS浓度处理容积产气率的提升效果更加明显;而半连续进料条件下更有利于高TS浓度处理容积产气率的提高,但各处理原料产气率均随着固物滞留时间(solid retention time,SRT)缩短而逐渐降低。综合考虑产气情况及工程应用实际,建议秸秆批式发酵底物质量分数不超过8%,而半连续发酵TS质量分数8%时SRT设计为20 d(容积产气率1.00 m3/(m3·d)),若发酵TS质量分数6%时,SRT设计为15 d,容积产气率0.75 m3/(m3·d),该运行参数为秸秆沼气工程发展提供了理论依据。

摘要：为提高畜禽粪便堆肥效率和质量,设计了一种超高温预处理好氧堆肥工艺,并以鸡粪和稻秸为原料,进行了为期62 d的堆肥试验。设置了3个处理,即:高温好氧堆肥(CK);超高温(85℃)预处理4 h+高温好氧堆肥(HPC);超高温(85℃)预处理4 h+接种0.5%新鲜鸡粪+高温好氧堆肥(I-HPC)。监测了堆体的温度、含水率、pH值等参数的变化情况,并以C/N、可溶性有机碳(dissolved organic carbon,DOC)、铵态氮、硝态氮、腐殖化指数(humification index,HI)、种子发芽指数(germination index,GI)为指标评价了堆肥腐熟度和质量。结果表明,与CK相比,超高温预处理可以提高后续堆料升温速率和最高温度、延长高温期天数、缩短堆肥周期,I-HPC、HPC的最高温度比CK分别高出13.6、12.8℃,≥50℃的天数分别比CK多3、2 d。但与HPC相比,接种新鲜鸡粪并没有加快后续堆肥进程。超高温预处理后,物料容重由0.81 g/cm^3下降为0.72 g/cm^3、pH值下降了1~2;而DOC质量分数由106 g/kg上升到124 g/kg;总挥发性脂肪酸(total volatile fatty acids,TVFAs)、NH_4^+-N质量分数分别为预处理前的3.2倍、2.45倍。HPC、I-HPC堆体有机质降解速率常数分别为0.0501、0.0534 d-1,比CK(0.00143 d-1)大,因此,HPC、I-HPC堆肥产品的TOC质量分数(182.1、192.1 g/kg)分别比CK(205.3 g/kg)低;TN质量分数(19.70、21.28 g/kg)比CK(17.96 g/kg)高;腐殖化指数(0.77、0.71)比CK(0.64)高。但HPC、I-HPC堆肥产品之间TN质量分数、腐殖化指数无显著差异。因此,超高温预处理好氧堆肥法能明显缩短堆肥周期、提高堆肥产品质量,具有较大的应用潜力。

摘要：以猪粪、砻糠为原料,利用自行设计的超高温预处理装置,开展了为期56d的模拟堆肥试验,比较了超高温预处理好氧堆肥(HPC)和常规高温好氧堆肥(CK)过程中碳、氮素转化及损失.结果表明,CK有机质最大降解度(42.58%)比HPC堆体(49.29%)小,但降解速率常数(0.1d^(-1))高于HPC(0.07d^(-1)),两种堆肥工艺碳素降解率差异不显著.HPC堆体NH_4^+-N、TN质量分数平均比CK高143.9%、11.2%,而NO_3^--N质量分数则比CK低58.8%.HPC堆肥后期胡敏酸含量及腐殖质聚合程度分别比CK高45.2%~56.8%、59.1%~65.3%.在预处理阶段以及后续堆肥阶段,HPC、CK有机碳损失率分别为48%、51%,氮损失率分别为18%、27%.说明超高温预处理不仅有利于堆肥过程的保氮,而且促进富里酸向胡敏酸的转化,提高了堆肥产品腐殖化水平.

摘要：通过模拟麦秸还田初期的田间状况,设计15 d的3因素麦秸浸泡试验,评估农艺措施(破碎、接种腐熟剂和施用尿素)对稻麦轮作田麦秸腐解初期生化特征的影响,进而为合理采用农艺措施,减轻秸秆还田负面效应提供理论依据。结果表明:增大秸秆破碎程度有利于15 d浸泡麦秸残留率的下降;增大秸秆破碎程度、接种腐熟剂和施用尿素均可显著提高浸提液pH值;施用尿素可显著增强浸提液纤维素酶活性;增大秸秆破碎程度和施用尿素能极显著提高浸提液总酚酸含量,极显著降低水稻发芽指数,浸提液总酚酸含量和水稻发芽指数间呈显著负相关(r=-0.766,P<0.01);增大秸秆破碎程度、接种腐熟剂和施用尿素均有助于提高浸提液铵态氮与总磷含量,而浸提液硝态氮含量主要受施用尿素的影响。因此,在麦秸淹水还田时,需要对通常采用的麦秸破碎并在早期多施用氮肥的传统农艺措施加以重新评估。

摘要：准确了解畜禽粪尿的产生量是畜禽粪便有效处理与利用的基础。以规模化养猪场为对象,研究了不同猪群（公猪、母猪、哺乳仔猪、保育猪、育成猪、育肥猪）在不同季节粪尿产生量、粪尿养分含量及养分产生总量等变化。结果表明：不同猪群间粪尿日产生量、粪尿养分含量及氮磷等养分日产生总量均呈显著差异,公猪粪尿日产生量及养分日产生量均显著大于其他猪群,哺乳仔猪粪尿日产生量及养分日产生量均显著小于其他猪群。所有猪群粪便平均日产生量为1只0.88~2.53 kg,尿液平均日产生量为1只1.45~8.32 kg,养分平均日产生总量分别为氮1只12.43~42.49 g、磷1只4.39~18.00 g、钾1只5.65~16.54 g,粪便中全氮、全磷、全钾和有机质平均含量分别为24.20~42.33 g/kg、15.39~20.73 g/kg、8.34~13.20 g/kg和49.91%~65.13%;尿液中铵态氮、全氮、全磷和全钾平均含量分别为1.62~2.12 g/L、1.88~2.57 g/L、0.35~0.53 g/L和1.14~1.43 g/L。所有猪群尿液中铵态氮占全氮含量的70%以上,所有猪群对磷营养元素的排泄冬季最高。