稻秸干式厌氧发酵气-肥联产潜力研究

摘要

针对水源区稻秸长期还田引发的农业生产问题和环境风险,以及本地有机肥供应短缺问题,采用一体化不锈钢发酵罐,通过观测猪粪添加条件下稻秸干式厌氧发酵(含固率为20%)的产气特征和沼渣特性,探讨了高C/N比下稻秸气-肥联产潜力。结果显示,当反应体系C/N比升至50(C3组)时,日产气量最高为4.7 L·d^(-1),w(甲烷)达50%以上所需时间为12 d,单位干物质产气量为294 L·kg^(-1),仅比C/N比为30的最优组(C6组)下降了11.2%,说明稻秸干式厌氧发酵系统运行C/N比上限可设置为50;此外,稻秸干式厌氧发酵处理后C/N比为30~50的处理组(C3~C6)中纤维素可大幅降解,虽脱水沼渣总养分含量仅有2.25%~3.71%,但有机质含量、pH值和重金属含量均符合我国农业行业中NY/T 525—2021《有机肥料》标准要求,具备高品质有机肥料产品的生产潜力;经模拟工程测算,处理12 t·d^(-1)的秸秆年收益可达78.16万元,较现行的直接还田利用模式经济收益显著提高,说明水源区稻秸干式厌氧发酵气-肥联产具有可行性。