检索结果-内蒙古大学图书馆

农业工程学报 2020年第15期36卷 95-102页

作者：王黎明范盛远程红胜孟海波沈玉君王健周海宾黑龙江八一农垦大学工程学院大庆163319 农业农村部规划设计研究院农村能源与环保研究所北京100125 农业农村部资源循环利用技术与模式重点实验室北京100125

为准确快速获得畜禽粪便的接触参数,该研究通过物理堆积试验与仿真方法对猪粪接触参数进行了标定。测定了不同含水率下猪粪的堆积角,建立了含水率与堆积角的回归方程;基于Hertz-Mindlin with JKR球体粘结模型,进行了离散元仿真模拟;采... 详细信息

为准确快速获得畜禽粪便的接触参数,该研究通过物理堆积试验与仿真方法对猪粪接触参数进行了标定。测定了不同含水率下猪粪的堆积角,建立了含水率与堆积角的回归方程;基于Hertz-Mindlin with JKR球体粘结模型,进行了离散元仿真模拟;采用筛选试验设计(Plackett-BurmanDesign,P-BD)对10个初始参数进行了筛选,发现JKR(Johnso-Kendall-Roberts)表面能、颗粒间滚动摩擦系数、颗粒间碰撞恢复系数对猪粪堆积角影响显著;并根据响应曲面试验设计(Box-BehnkenDesign,B-BD)建立了堆积角与显著性参数的二阶回归模型,得到了3个显著性参数值分别为JKR表面能0.03J/m^2、颗粒间滚动摩擦系数0.27、颗粒间碰撞恢复系数0.54;将仿真所得堆积角与物理试验值进行对比验证,相对误差为4.27%。结果表明,该研究提出的标定方法能准确模拟物理堆积试验,可为畜禽粪便接触参数的标定提供参考。

关键词：粪模型标定 EDEM 接触参数堆积角

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奶牛粪便与秸秆混合发酵过程通风工艺优化

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农业工程学报 2022年第4期38卷 242-250页

作者：沈玉君张卜元丁京涛孟海波周海宾程红胜张曦王健黑龙江八一农垦大学工程学院大庆163319 农业农村部规划设计研究院农村能源与环保研究所北京100125 农业农村部资源循环利用技术与模式重点实验室北京100125

通风是影响好氧发酵的重要技术参数,但目前对于奶牛粪便好氧发酵通风缺乏系统研究,导致发酵后物料质量参差不齐,为优化奶牛粪便好氧发酵过程中的通风参数,该研究采用响应曲面法,以通风速率、通停比、通风时间为3因素,通过中心组合试验... 详细信息

通风是影响好氧发酵的重要技术参数,但目前对于奶牛粪便好氧发酵通风缺乏系统研究,导致发酵后物料质量参差不齐,为优化奶牛粪便好氧发酵过程中的通风参数,该研究采用响应曲面法,以通风速率、通停比、通风时间为3因素,通过中心组合试验设计方法(Box-Behnken Design)设计17组试验,以含水率和病原菌去除效率为响应值,建立回归模型并拟合。结果表明,3因素对响应值F1(含水率)的影响显著性排序为:通风速率>通风时间>通停比,对响应值F2(病原菌去除效率)的影响显著性排序为:通停比>通风速率>通风时间。综合考虑,为实现较高的病原菌去除效率,最优的通风工艺条件为通风速率为5.750 L/min,通停比为0.100,通风时间为2.119 min。该研究为奶牛粪便与秸秆混合发酵过程中的通风工艺参数优化提供参考,并为牛粪垫料开发利用提供基础支撑。

关键词：粪便发酵通风奶牛脱水病原菌响应曲面法

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病死畜禽无害化处理产物及其应用研究进展

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家畜生态学报 2018年第2期39卷 86-90页

作者：周海宾沈玉君孟海波赵立欣农业部规划设计研究院农村能源与环保研究所农业部资源循环利用技术与模式重点实验室北京100125

病死畜禽可通过好氧发酵、化制法、炭化等处理技术实现无害化处理和资源化利用,产品主要包括有机肥、肉骨粉、动物油脂等。文章综述了病死畜禽无害化处理产物及其安全性和高值安全应用方法,为病死畜禽无害化处理及资源化利用提供参考。

关键词：病死畜禽无害化处理产物安全性资源化利用

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添加剂对牛粪堆肥不同阶段真菌群落演替的影响

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中国环境科学 2019年第12期39卷 5173-5181页

作者：葛勉慎周海宾沈玉君孟海波周俊董姗姗李冉张曦程红胜王健南京工业大学生物与制药工程学院江苏南京211816 农业农村部规划设计研究院农村能源与环保研究所农业农村部资源循环利用技术与模式重点实验室北京100125

为研究物理添加剂对牛粪堆肥过程中真菌群落结构的影响,以牛粪和小麦秸秆为原料,以生物炭、火山石作为添加剂,进行了为期30d的堆肥实验.结果表明,好氧发酵基本实现牛粪无害化和稳定化的要求.高通量测序结果显示,堆肥原料中Wallemia占主... 详细信息

为研究物理添加剂对牛粪堆肥过程中真菌群落结构的影响,以牛粪和小麦秸秆为原料,以生物炭、火山石作为添加剂,进行了为期30d的堆肥实验.结果表明,好氧发酵基本实现牛粪无害化和稳定化的要求.高通量测序结果显示,堆肥原料中Wallemia占主导地位,相对丰度达到86.85%;堆肥高温阶段,空白处理和火山石处理中Wallemia、Aspergillus为优势菌属,而生物炭处理中Scedosporium、Acremonium、相对丰度较高;降温阶段,Mycothermus和Thermomyces占优势,添加生物炭的处理中Thermomyces的相对丰度较其他两个处理高.腐熟阶段,3个处理中Mycothermus的相对丰度均为最高,而火山石的添加增加了Remersonia及Trichosporon的相对丰度.Spearman相关性分析结果表明,牛粪堆肥过程中Mycothermus与GI、TN、TP、NH4+-N、含水率、pH值、VS、脲酶显著相关(P<0.05).本研究从真菌变化的角度,为牛粪好氧发酵机理研究与工艺优化提供参考.

关键词：牛粪堆肥生物炭火山石真菌群落结构

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牛粪水酸化贮存过程中氮形态转化的特性研究

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农业工程学报 2020年第8期36卷 212-218页

作者：张朋月丁京涛孟海波赵立欣沈玉君刘森泓农业农村部规划设计研究院农村能源与环保研究所北京100121 农业农村部资源循环利用技术与模式综合性重点实验室北京100121 黑龙江八一农垦大学食品学院大庆163319

近年来,随着畜禽养殖规模化的快速发展,养殖粪水的处理和利用已成为养殖业健康发展的难点和热点,粪水酸化技术是通过向粪水中添加酸化剂以降低氨气排放,减少粪水贮存中氮素损失的技术,目前此技术已经在丹麦等国推广应用,但中国对此技术... 详细信息

近年来,随着畜禽养殖规模化的快速发展,养殖粪水的处理和利用已成为养殖业健康发展的难点和热点,粪水酸化技术是通过向粪水中添加酸化剂以降低氨气排放,减少粪水贮存中氮素损失的技术,目前此技术已经在丹麦等国推广应用,但中国对此技术的研究尚未起步,为探究粪水酸化固持氮素的效果,该研究以硫酸和明矾为粪水酸化剂,以固液分离前后奶牛粪水为处理对象,通过向粪水中添加酸化剂降低粪水pH值至6.0,分析粪水贮存中氨气排放、氮素转化以及粪大肠菌群数等指标,探索粪水酸化贮存过程氮形态转化机理。研究表明:向养殖粪水中添加酸化剂可降低6.3%~11.1%的总氮损失,能够降低粪水贮存初期中氨气的排放,同时有效抑制了奶牛粪水中粪大肠菌群的活性,使其更易达到无害化处理。酸化剂的加入一方面抑制粪水中微生物作用下的有机氮向无机氮素的转化,提高粪水贮存中有机氮的含量,减少铵态氮的产生量,另一方面酸化剂与粪水中的铵态氮结合生成稳定的铵盐,抑制了粪水中铵态氮向氨气转化的化学平衡,降低了粪水中因氨气排放导致的总氮损失,从而达到减少粪水贮存中氮素损失。

关键词：牛粪水贮存酸化法氮素转化机理粪大肠菌群数

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农村户用厕污堆肥反应器设计与试验

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农业工程学报 2020年第14期36卷 237-242页

作者：侯善策沈玉君王惠惠周海宾程红胜张宏图范盛远农业农村部规划设计研究院农村能源与环保研究所北京100121 农业农村部资源循环利用技术与模式综合性重点实验室北京100121 黑龙江八一农垦大学工程学院大庆163319

针对农村户用厕所环境条件差、厕污处理困难等问题,该研究研制了一种具有负压抽吸进料-螺旋盘管曝气-膜辅助加热功能的110 L农村户用厕污堆肥反应器。根据工程热力学和生物学原理,设计了厕污负压抽吸进料机构、螺旋盘管曝气系统和膜辅... 详细信息

针对农村户用厕所环境条件差、厕污处理困难等问题,该研究研制了一种具有负压抽吸进料-螺旋盘管曝气-膜辅助加热功能的110 L农村户用厕污堆肥反应器。根据工程热力学和生物学原理,设计了厕污负压抽吸进料机构、螺旋盘管曝气系统和膜辅助加热机构等关键部件,集成反应器控制单元,并开展反应器性能试验。试验结果表明:堆肥高温期(50℃)维持5d,连续发酵15d后,蛔虫卵死亡率达到100%,大肠菌值检测为46个/g(≤100个/g),种子发芽指数为88.4%,满足《粪便无害化卫生标准》要求。该研究可为农村户用厕污无害化处理及肥料化利用提供装备支撑。

关键词：堆肥粪试验厕污无害化反应器

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生物炭对沼渣堆肥理化性状及微生物种群变化的影响

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植物营养与肥料学报 2019年第2期25卷 245-253页

作者：张海滨孟海波沈玉君赵立欣周海宾丁京涛天津科技大学生物工程学院天津300457 农业部规划设计研究院农村能源与环保研究所/农业部资源循环利用技术与模式重点实验室北京100125

【目的】近年来沼气工程发展迅速,沼渣的合理利用成为制约沼气工程发展的瓶颈。本文通过试验探讨了添加生物炭制备沼渣堆肥的可行性,为沼渣高效资源化利用提供一条安全可行的途径。【方法】供试沼渣为鸡粪沼气工程(干发酵,沼渣经固液分... 详细信息

【目的】近年来沼气工程发展迅速,沼渣的合理利用成为制约沼气工程发展的瓶颈。本文通过试验探讨了添加生物炭制备沼渣堆肥的可行性,为沼渣高效资源化利用提供一条安全可行的途径。【方法】供试沼渣为鸡粪沼气工程(干发酵,沼渣经固液分离处理),生物炭为果木于550℃高温热解2 h制得。以沼渣为主要堆肥原料,添加猪粪调节氮含量,以1 cm左右玉米秸秆为调理剂,控制物料C/N为25∶1,含水率控制在65%～70%,在室温25℃下堆置30 d。生物炭添加量共设0、2%、5%和10%四个水平(表示为CK、F1、F2、F3)。测定了沼渣堆肥过程中的理化性质及微生物含量变化。【结果】堆肥过程中,各处理最高温度均达到55℃以上,F1、F2处理组高温持续时间在6 d左右,达到无害化要求。pH与EC具有相同变化规律,均呈先上升后下降,最后趋于平缓趋势。四组处理的pH值在8.55～8.80之间,F2处理pH值始终大于其它三组处理,且处于较高水平(>8.7),升温期pH最大值达到9.03。四组处理电导率均低于1 mS/cm。与CK相比,F1、F2、F3处理组有机质含量分别降低了13.0%、9.3%、7.4%,且总有机质含量均大于45%,总养分含量分别提高了6.5%、4.3%、2.2%,种子发芽指数也均在85%以上。添加生物炭对细菌、真菌、放线菌的影响不同。随着生物炭添加比例的提高,细菌数量减少,两者呈负相关;放线菌数量呈上凹曲线型,F2处理对放线菌具有最大抑制作用;真菌数量随生物炭添加量增加而增加。不同处理堆肥腐殖质含量变化总体先减少后增加,呈"V"字型,第11 d达到最低值,以F1处理组始终处于较高水平,远高于其它三组处理,最高值达到24.08%,最低为17.92%。与CK对比,F1、F2、F3处理组产品腐殖质含量分别提高了8.12%、7.23%、7.43%。【结论】生物炭的添加能够延长堆肥的高温期,改变堆体理化性质,促进堆肥腐熟,提高总养分含量,综合分析生物炭对微生物的影响,添加2%的生物炭(干基比)对堆肥微生物的生长具有最大的促进作用,显著促进堆肥腐熟。

关键词：生物炭沼渣微生物腐殖质发芽指数

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改性生物炭对猪粪堆肥过程重金属钝化效果研究

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农业环境科学学报 2018年第10期37卷 2304-2311页

作者：李冉孟海波沈玉君周海宾张曦文宏达河北农业大学资源与环境科学学院河北保定071001 农业部规划设计研究院农村能源与环保研究所北京100125 农业部资源循环利用技术与模式重点实验室北京100125

为进一步提高猪粪堆肥中重金属钝化效果,以猪粪和玉米秸秆为原料,以未改性处理、NaOH改性处理和FeCl_3改性处理等3种生物炭为钝化剂进行堆肥试验,以未添加生物炭的处理作为对照(CK),研究不同改性生物炭对猪粪堆肥效果及重金属Cu、Zn、P... 详细信息

为进一步提高猪粪堆肥中重金属钝化效果,以猪粪和玉米秸秆为原料,以未改性处理、NaOH改性处理和FeCl_3改性处理等3种生物炭为钝化剂进行堆肥试验,以未添加生物炭的处理作为对照(CK),研究不同改性生物炭对猪粪堆肥效果及重金属Cu、Zn、Pb形态的影响。试验结果表明:四个处理堆肥高温期维持天数及种子发芽指数达到无害化要求,腐熟堆肥均呈碱性(8.0~9.0),堆肥结束后添加未改性生物炭和NaOH改性生物炭的处理EC值略高于4 mS·cm^(-1),分别为4.06 mS·cm^(-1)和4.04 mS·cm^(-1)。添加生物炭的处理重金属钝化效果均显著高于CK,添加FeCl_3改性生物炭对重金属Cu、Zn、Pb表现出相对较好的钝化能力,钝化效果分别为78.70%、43.53%、66.45%。综合分析,在堆肥过程中添加FeCl_3改性生物炭(添加比例为干物质的24%)更有利于实现堆肥过程中重金属钝化,提升堆肥产品质量。

关键词：堆肥改性生物炭重金属钝化

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畜禽粪便与秸秆混合发酵及贮藏阶段沼液中碳氮元素变化

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农业环境科学学报 2018年第9期37卷 2045-2051页

作者：刘烨孟海波王健沈玉君丁京涛李睿武汉轻工大学生物与制药工程学院武汉430023 农业部规划设计研究院农村能源与环保研究所北京100121 农业部资源循环利用技术与模式重点实验室北京100121

为研究沼液从产生到贮藏期间碳氮元素的变化规律,将猪粪、鸡粪和秸秆混合,进行中温厌氧发酵,并在常温下以密闭静置、密闭搅拌、敞口静置、敞口搅拌等4种方式贮藏沼液,跟踪并分析了猪、鸡粪和秸秆混合发酵沼液在厌氧发酵及贮藏期间碳、... 详细信息

为研究沼液从产生到贮藏期间碳氮元素的变化规律,将猪粪、鸡粪和秸秆混合,进行中温厌氧发酵,并在常温下以密闭静置、密闭搅拌、敞口静置、敞口搅拌等4种方式贮藏沼液,跟踪并分析了猪、鸡粪和秸秆混合发酵沼液在厌氧发酵及贮藏期间碳、氮元素的形态和含量变化。结果表明:厌氧发酵阶段,沼液中的总有机碳(TOC)和总氮(TN)浓度均有所增加,增加幅度在15.0%~36.1%之间,其中TOC在第18 d达到最高浓度(6467 mg·L^(-1)),TN在第23 d达到最高浓度(4181 mg·L^(-1))。贮藏阶段,沼液中的TOC、TN浓度均有所降低,TOC先下降后升高,总体降低幅度较小(2.9%~12.0%),降幅顺序为敞口静置<敞口搅拌<密闭静置<密闭搅拌;TN先升高后降低,总体降低幅度较大(4.2%~56.2%),降幅顺序为密闭静置<密闭搅拌<敞口静置<敞口搅拌。综上,厌氧发酵18~23 d的沼液碳氮元素含量最高,采用密闭静置方式并缩短贮藏时间可减少沼液贮藏过程氮元素的损失。

关键词：厌氧发酵沼液贮藏总有机碳总氮

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堆肥物料容重、温度对频域反射传感器检测模型的影响

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农机化研究 2021年第8期43卷 91-98页

作者：侯善策王佳锐张朋月宋立秋董姗姗程红胜农业农村部规划设计研究院农村能源与环保研究所北京100125 农业农村部资源循环利用技术与模式重点实验室北京100125

为探究堆肥物料容重和温度对频域反射法(FDR)含水率检测结果的综合影响规律,以猪粪和秸秆混合物料为研究对象,以基于FDR技术的FDS-100型水分传感器为检测仪器,研究了堆肥物料的含水率(35%~65%)、容重(602.41~758.58 kg/m^(3))和温度(25... 详细信息

为探究堆肥物料容重和温度对频域反射法(FDR)含水率检测结果的综合影响规律,以猪粪和秸秆混合物料为研究对象,以基于FDR技术的FDS-100型水分传感器为检测仪器,研究了堆肥物料的含水率(35%~65%)、容重(602.41~758.58 kg/m^(3))和温度(25~65℃)对传感器检测精度的影响,建立了传感器检测值与物料含水率、容重及温度之间的响应曲面模型,并对模型进行可行性分析。通过烘干法检测值与模型计算值建立了FDR水分传感器检测值与物料含水率之间的综合检测数学模型,并验证了模型准确性。结果表明:根据模型计算值与实际含水率的绝对误差范围为-1.1%~4.3%,平均绝对值误差为2.27%。本研究对开发具有容重和温度补偿功能的FDR堆肥物料含水率传感器的综合检测模型有指导作用。

关键词：堆肥物料含水率容重温度频域反射法

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