蔬菜廢棄物沼氣發(fā)酵工藝條件及沼氣發(fā)酵殘余物綜合利用技術(shù)的研究.pdf

1、蔬菜廢棄物產(chǎn)生量大，有機(jī)物和水分含量高，如果不經(jīng)過合理處置會造成資源浪費和環(huán)境污染。目前，國內(nèi)外研究與開發(fā)應(yīng)用的蔬菜廢棄物集中處理技術(shù)主要包括填埋、焚燒、堆肥、飼料化和厭氧消化技術(shù)。與其它技術(shù)相比，厭氧消化技術(shù)在有效實現(xiàn)蔬菜廢棄物的無害化、減量化、資源化上占據(jù)優(yōu)勢，但利用厭氧消化技術(shù)處理蔬菜廢棄物仍是一項新技術(shù)，對于其厭氧消化工藝條件的研究對蔬菜廢棄物的資源化處理具有深遠(yuǎn)意義；同時厭氧消化的意義不僅僅在于其能量的回收，其殘余物的綜合利用

2、也具有極為重要的意義。本課題結(jié)合上海市科委重大科技攻關(guān)項目（05dzl2010）“崇明島生物質(zhì)能循環(huán)型應(yīng)用技術(shù)的研究與示范——沼氣工程子課題”，通過蔬菜廢棄物沼氣發(fā)酵工藝參數(shù)的研究，探索蔬菜廢棄物進(jìn)行資源化利用的新途徑，通過對沼氣發(fā)酵殘余物綜合利用技術(shù)的研究，為有機(jī)生物肥的開發(fā)利用提供參考，實現(xiàn)生物質(zhì)能的多層次循環(huán)利用。 1．以廢棄的甘藍(lán)菜葉為發(fā)酵原料，在實驗室自行設(shè)計的小型沼氣發(fā)酵裝置上進(jìn)行了厭氧發(fā)酵試驗，通過具有代表性的接種

3、物濃度（20％，30％，50％）、添加微量金屬元素（Fe2+、Co2+、Ni2+）、反應(yīng)的溫度（常溫，35±1℃，55±1℃）三個影響因素的試驗研究結(jié)果表明，接種物濃度為30％的實驗組在整個發(fā)酵期間揮發(fā)酸含量、氨態(tài)氮含量以及pH 值都在正常范圍內(nèi)，且優(yōu)于其他兩組；總產(chǎn)氣量和最高甲烷含量分別為7790.81ml和42.814％，明顯高于其他兩組及空 白組實驗。因此，接種量為30％的實驗組更符合蔬菜廢物厭氧發(fā)酵特性，保證系統(tǒng)的順利運行。在消

4、化基質(zhì)、消化時間及其他條件相同的情況下，添加微量金屬元素Fe、Co、Ni 使產(chǎn)氣量增加了37.11％，甲烷百分含量提高了40.34％，同時比不添加微量金屬元素的實驗組提前4d 結(jié)束反應(yīng)。因此，添加適量的金屬離子（Fe2+、Co2+、Ni2+）可加快厭氧反應(yīng)速率，對厭氧系統(tǒng)菌種的生長、繁殖有較大的促進(jìn)作用。 中溫條件（35±1℃）實驗組的揮發(fā)酸含量、氨態(tài)氮含量以及pH 值都在正常范圍內(nèi)，且優(yōu)于其他兩組；總產(chǎn)氣量為5892ml 比高

5、溫條件（55±1℃）實驗組的總產(chǎn)氣量4136ml 高出42.5％；最高甲烷含量為77.8％比高溫條件（55±1℃）實驗組的甲烷含量72.3％和常溫實驗組的甲烷含量65.3％分別高出7.6％和19.1％。因此，中溫條件（35±1℃）適合于蔬菜廢棄物厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣。 2．采用田間試驗方法研究了施用沼氣發(fā)酵殘余物不同處理對小白菜產(chǎn)量、品質(zhì)和土壤養(yǎng)分含量的影響。試驗結(jié)果表明：小白菜產(chǎn)量以施沼氣發(fā)酵殘余物低量處理的最高，單產(chǎn)為1364.31

6、 kg/（667m2），與對照相比增幅為23％；從品質(zhì)指標(biāo)來看，小白菜的維生素C 含量以施沼氣發(fā)酵殘余物高量處理最佳，維生素C 含量達(dá)35.621 mg/（100g），比對照增加了44.948％，極顯著于其他處理；小白菜的可溶性糖含量以沼氣發(fā)酵殘余物低量處理最好，可溶性糖含量為219.307 mg/kg，比對照增加24.032％；小白菜的硝酸鹽含量以施沼氣發(fā)酵殘余物中量處理最低，為4.63 mg/kg，與對照的降幅為52.23％。

7、 施用沼氣發(fā)酵殘余物后，土壤中的速效鉀、速效磷和堿解氮含量均比對照增加，且以沼氣發(fā)酵殘余物高量處理最好；沼氣發(fā)酵殘余物各處理的土壤pH 值都比對照處理的低，說明其可降低土壤的堿性，使土壤pH 值接近中性有積極作用，其中沼氣發(fā)酵殘余物高量處理的土壤pH 值最低。因此，施用沼氣發(fā)酵殘余物可提高蔬菜的產(chǎn)量和品質(zhì)，改善土壤的理化性質(zhì)。 3．通過沼液與水不同比例配比追肥的試驗，研究了沼液不同施用濃度對小白菜生物學(xué)性狀、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響。

8、試驗結(jié)果表明：沼液作為一種有機(jī)肥，其豐富的養(yǎng)分含量有助于改善小白菜的生物學(xué)性狀，在苗期后第35d，施用沼液低量處理的小白菜的葉片寬、葉片長和葉柄長比其他各處理高，分別為50.37mm，58.17mm，26.34mm；沼液中量處理的小白菜的葉片數(shù)為9.6 片，高于其他各處理。施用沼液顯著提高了小白菜的產(chǎn)量，其中沼液高量處理產(chǎn)量最高，達(dá)730.921kg/(667 m2)，增產(chǎn)97.74％。施用沼液明顯提高了小白菜的維生素C含量和可溶性糖含

9、量，其中以沼液中量處理最好，維生素C 含量達(dá)20.48 mg/（100g），比對照增高30.20％；可溶性糖含量為22.94 mg/kg，增幅為65.512％。施用沼液還降低了小白菜的硝酸鹽含量，以沼液高量處理的降低幅度最大，硝酸鹽含量為44.627 mg/kg，降幅為13.85％。 該研究為沼液作為肥料生產(chǎn)無公害蔬菜提供了參考。 4．通過室內(nèi)藥效測定和盆栽藥效試驗，利用菜青蟲（Pieris rapaeL.）作為試驗對象