沼液全量连续回流对稻秸厌氧发酵特性的影响

张应鹏， 陈广银， 黑昆仑， 杨一帆， 许彩云， 常志州①

(1.南京农业大学资源与环境科学学院， 江苏 南京 210095； 2.江苏省农业科学院循环农业研究中心/ 农业部农村可再生能源开发利用华东科学观测实验站， 江苏 南京 210014)

沼液全量连续回流对稻秸厌氧发酵特性的影响

张应鹏1,2， 陈广银2， 黑昆仑1,2， 杨一帆2， 许彩云1,2， 常志州1,2①

(1.南京农业大学资源与环境科学学院， 江苏 南京 210095； 2.江苏省农业科学院循环农业研究中心/ 农业部农村可再生能源开发利用华东科学观测实验站， 江苏 南京 210014)

秸秆厌氧发酵沼气工程中合理的沼液回流可减少沼液排放量，降低后续沼液处置利用成本。以稻秸为底物，采用完全混合搅拌反应器(CSTR)半连续发酵方式，研究沼液全量连续回流对稻秸厌氧发酵特性的影响，旨在为明确沼液全量回流对秸秆厌氧发酵的影响机制、改进沼液全量回流技术提供科学依据。结果表明：在100%沼液回流条件下连续回流50 d时系统运行稳定，总固体(TS)产气率、挥发性固体(VS)产气率及容积产气率分别稳定在245 mL·g-1、300 mL·g-1及0.74 L·L-1·d-1。但随着运行时间延长，回流天数达85 d时，虽然发酵液pH值和沼气中φ(CH4)无明显变化，但系统产气效率明显受到抑制。产气受抑制阶段与产气稳定阶段相比，TS产气率、VS产气率及容积产气率分别下降到186 mL·g-1、226 mL·g-1及0.56 L·L-1·d-1，下降幅度达24%。进一步分析表明，沼液中ρ(NH4+-N)下降到185 mg·L-1，下降幅度为71%；主要金属离子总质量浓度增加到4.13 g·L-1，增加幅度为342%。初步判断沼液全量连续回用会因氮含量严重下降和盐分积累致系统产气量下降，但真实原因还有待进一步研究。……