Fe2(SO4)3對(duì)豬糞和秸稈厭氧消化過程的影響.pdf

1、隨著我國畜禽養(yǎng)殖業(yè)規(guī)?；l(fā)展和農(nóng)業(yè)秸稈禁燒政策出臺(tái)，畜禽糞便和農(nóng)業(yè)秸稈的資源逐年增加，給農(nóng)村生態(tài)環(huán)境治理帶來巨大壓力。其畜禽糞便中大量重金屬隨糞便肥的施用進(jìn)入土壤，更是會(huì)造成嚴(yán)重的土壤重金屬污染。本研究分別采用單一原料（豬糞）和混合原料（豬糞稻稈按照厭氧發(fā)酵進(jìn)料碳氮比25∶1混合）厭氧發(fā)酵方式，輔助添加初始劑量0％、0.5％、1％、3％、6％、9％（基于發(fā)酵原料總固體質(zhì)量）的Fe2(SO4)3，以研究各添加組的厭氧消化水平及豬糞厭氧發(fā)酵

2、后沼渣中重金屬總量及形態(tài)分布特征。試驗(yàn)結(jié)果表明:
　　(1)混合式厭氧發(fā)酵中，出現(xiàn)了低Fe2(SO4)3劑量(1％、3％)促進(jìn)產(chǎn)氣，高劑量(6％、9％)抑制的現(xiàn)象。其中，3％添加組產(chǎn)氣總量和產(chǎn)甲烷量最高。相比對(duì)照組分別提高了32.01％和51.48％;在6％、9％Fe2(SO4)3的添加量處理下，總產(chǎn)氣量分別降低了10.50％、11.73％，且高劑量(6％、9％)Fe2(SO4)3的添加會(huì)推遲產(chǎn)氣高峰，影響產(chǎn)氣量。其中，9％的添加

3、量組出現(xiàn)沼液VFA累積和低pH值的現(xiàn)象。采用生物產(chǎn)氣一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程評(píng)估發(fā)酵效果，發(fā)現(xiàn)Fe2(SO4)3的添加可以提高厭氧發(fā)酵的產(chǎn)氣速率。采用單一豬糞為發(fā)酵原料時(shí)，出現(xiàn)類似混合原料的發(fā)酵效果，相比于對(duì)照組，0.5％和3％添加量使總產(chǎn)氣量分別提高了9.16％和26.95％，9％的添加量使產(chǎn)氣量降低了6.53％，同樣出現(xiàn)高劑量抑制和低劑量促進(jìn)的現(xiàn)象。
　　(2)對(duì)混合發(fā)酵產(chǎn)氣組分分析，產(chǎn)氣中主要?dú)怏w成分是CH4和CO2，其中CH4含量最

4、高，CO2次之。在1％、3％產(chǎn)氣刺激組，CH4和CO2累計(jì)產(chǎn)量要明顯超過對(duì)照，而添加6％、9％的Fe2(SO4)3對(duì)產(chǎn)甲烷有抑制效果。不同劑量Fe2(SO4)3添加，雖然對(duì)CH4和CO2影響明顯，但是對(duì)產(chǎn)氣組分中N2以及其他氣體組分影響較小。隨著Fe2(SO4)3的劑量增加，在硫酸鹽還原菌的作用下也增加了產(chǎn)氣中H2S氣體的體積比。
　　(3)以豬糞作為發(fā)酵原料，Cu、Zn、Cd在沼渣中質(zhì)量濃度隨Fe2(SO4)3添加量增加而增加，

5、As的質(zhì)量濃度隨Fe2(SO4)3添加量增加而降低。添加Fe2(SO4)3降低了Cu、Zn、As的可交換態(tài)分配率，殘?jiān)鼞B(tài)分配率明顯升高，有明顯的鈍化效果。通過MF值對(duì)重金屬生物利用度評(píng)估發(fā)現(xiàn):0.5％、9％、3％的添加量分別對(duì)應(yīng)Cu、Zn、As的生物利用度降低效果最為明顯。沼渣的XRD分析顯示，添加Fe2(SO4)3強(qiáng)化了對(duì)豬糞原料的消化，并促進(jìn)Cu、Pb、Ni與鐵和硫生成硫化金屬礦物沉淀?；罨瘧B(tài)的重金屬以礦物形態(tài)存在，固定了原料中活化