不同外源添加剂对猪粪厌氧干发酵的影响

收稿日期:２０１８￣０５￣２９修回日期:２０１８￣０７￣１１项目来源:国家自然科学基金(５１３６６０１５)ꎻ云南省新能源重大专项(２０１５ＺＢ００１ꎻ２０１５ＺＢ００５)ꎻ西南地区可再生能源研究与开发协同创新中心(０５３００２０５０２０５１６００９)作者简介:郑盼(１９９６－)ꎬ男ꎬ安徽安庆人ꎬ硕士ꎬ主要研究方向为生物质能ꎬＥ￣ｍａｉｌ:２７２６０１７３６＠ｑｑ.ｃｏｍ通信作者:尹芳ꎬＥ￣ｍａｉｌ:ｙｆ６７０９＠ｓｉｎａ.ｃｏｍꎻ张无敌ꎬＥ￣ｍａｉｌ:ｗｏｏｔｉｃｈａｎｇ＠１６３.ｃｏｍ不同外源添加剂对猪粪厌氧干发酵的影响郑盼ꎬ尹芳ꎬ张无敌ꎬ赵兴玲ꎬ吴凯ꎬ刘士清ꎬ王昌梅ꎬ柳静ꎬ杨红(云南师范大学ꎬ昆明６５０５００)摘要:为了研究不同外源添加剂对猪粪厌氧干发酵的影响ꎬ文章在中温３６℃±１℃ꎬ发酵浓度为２０％的条件下ꎬ向发酵瓶内分别添加发酵体系干物质５％的活性炭、磁铁粉和灰分ꎬ进行厌氧干发酵实验直至产气结束ꎮ结果表明ꎬ３种添加剂均能缩短猪粪厌氧干发酵的发酵周期ꎻ且３种添加剂均可以提升猪粪厌氧干发酵的产气效率ꎬ提升效果强弱顺序为活性炭>灰分>磁铁粉ꎻ不同添加剂对猪粪发酵降解过程基本符合一级降解动力学ꎬ与Ｇｏｍｐｅｒｔｚ方程的相关系数Ｒ２均大于０.９９ꎬ能够用Ｇｏｍｐｅｒｔｚ方程较好反映不同添加剂对猪粪厌氧干发酵产沼气的降解规律ꎮ关键词:猪粪ꎻ厌氧干发酵ꎻ外源添加剂ꎻＧｏｍｐｅｒｔｚ方程中图分类号:Ｓ２１６.４ꎻＸ７１３文献标志码:Ａ文章编号:１０００－１１６６(２０１９)０３－００３５－０６ＴｈｅＥｆｆｅｃｔｓｏｆＤｉｆｆｅｒｅｎｔＥｘｏｇｅｎｏｕｓＡｄｄｉｔｉｖｅｓｏｎＡｎａｅｒｏｂｉｃＤｒｙＦｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆＰｉｇＭａｎｕｒｅ/ＺＨＥＮＧＰａｎꎬＹＩＮＦａｎｇꎬＺＨＡＮＧＷｕ￣ｄｉꎬＺＨＡＯＸｉｎｇ￣ｌｉｎｇꎬＷＵＫａｉꎬＬＩＵＳｈｉ￣ｑｉｎｇꎬＷＡＮＧＣｈａｎｇ￣ｍｅｉꎬＬＩＵＪｉｎｇꎬＹＡＮＧＨｏｎｇ/(ＹｕｎｎａｎＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＫｕｎｍｉｎｇ６５０５００ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｅｘｏｇｅｎｏｕｓａｄｄｉｔｉｖｅｓｏｎａｎａｅｒｏｂｉｃｄｒｙｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆｐｉｇｍａｎｕｒｅꎬｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｗｅｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｕｎｄｅｒｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆ３６℃±１℃ꎬｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆ２０％ꎬｗｉｔｈｅｘｏｇｅｎｏｕｓａｄｄｉｔｉｖｅｓｏｆａｃｔｉｖａ￣ｔｅｄｃａｒｂｏｎꎬｍａｇｎｅｔｐｏｗｄｅｒａｎｄａｓｈｃｏｎｔｅｎｔｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ.Ｔｈｅａｍｏｕｎｔｏｆａｄｄｅｄｅｘｏｇｅｎｏｕｓａｄｄｉｔｉｖｅｗａｓ５％ｏｆｄｒｙｍａｔｔｅｒｉｎｔｈｅｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ.Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔａｌｌｔｈｒｅｅｋｉｎｄｓｏｆａｄｄｉｔｉｖｅｓｃｏｕｌｄｓｈｏｒｔｅｎｔｈｅｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎｔｉｍｅｏｆｐｉｇｍａ￣ｎｕｒｅｄｒｙｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎꎬａｎｄａｌｓｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｇａｓｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙꎬｔｈｅｏｒｄｅｒｏｆｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔｗａｓ:ａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎ>ａｓｈ>ｍａｇｎｅｔｐｏｗｄｅｒ.Ｔｈｅｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｐｉｇｍａｎｕｒｅｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｄｄｉｔｉｖｅｓｂａｓｉｃａｌｌｙｃｏｎｆｏｒｍｅｄｔｏｔｈｅｆｉｒｓｔ￣ｏｒｄｅｒｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｋｉｎｅｔｉｃｓꎬａｎｄｔｈｅｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔＲ２ｏｆｔｈｅＧｏｍｐｅｒｔｚｅｑｕａｔｉｏｎｗｅｒｅａｌｌｏｖｅｒ０.９９.ＴｈｅＧｏｍｐｅｒｔｚｅｑｕａｔｉｏｎｃｏｕｌｄｒｅｆｌｅｃｔｔｈｅｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｒｕｌｅｏｆｐｉｇｍａｎｕｒｅｄｒｙｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｄｄｉｔｉｖｅｓ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ＰｉｇｍａｎｕｒｅꎻＡｎａｅｒｏｂｉｃｄｒｙｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎꎻＧｏｍｐｅｒｔｚｅｑｕａｔｉｏｎ近十年来ꎬ随着经济的逐步发展和国民生活水平的整体提高ꎬ人们对生活质量的追求不再限于温饱需求ꎬ而是更加重视健康的ꎬ无污染的生活环境ꎬ以及更为绿色的有机食品[１]ꎮ而随着我国现代农业的飞速发展以及循环农业模式的推广实施ꎬ畜牧业逐年扩大ꎬ与此同时畜禽粪污所带来的污染问题也是越发凸显出来ꎮ据统计ꎬ２０１５年全国生猪出栏量达到７０８２５万头ꎬ猪肉总产量达到５４８７万吨[２]ꎬ且每头猪每天需排粪２.２０~４.２５ｋｇ[３－４]ꎬ由于猪的养殖数量占比较大[５]ꎬ故其粪便排放总量达到４０亿吨ꎬ其数量在几种畜禽粪便中居于首位[６]