水热预处理对猪粪厌氧消化及沼液生态安全性的影响

摘要

为进一步提高猪粪在厌氧消化过程中水解性和产甲烷性能,同时增加猪粪沼液还田利用途径的生态安全性,该研究采用水热的方式对猪粪进行预处理,探究了不同温度(70、90、120、150和170℃)水热预处理对猪粪的理化特性和厌氧消化产甲烷性能的影响,并对其沼液的生态安全性进行评估。结果表明,不同温度水热处理30 min条件下,猪粪SCOD(Soluble Chemical Oxygen Demand,溶解性化学需氧量)增加了3.9%~43.6%;经150℃水热处理后的猪粪获得最高的产甲烷量(398±40)mL/g(以VS计算,Volatile Solid,挥发性固体),相对于未经处理猪粪的产甲烷量显著提高了5.6%(P<0.05)。猪粪经150℃水热预处理和厌氧消化后的沼液中重金属Hg、As、Pb、Cr和Cd含量均满足《农用沼液(GB/T 40750—2021)》的限量要求;粪大肠杆菌的含量满足《粪便无害化卫生要求(GB7959—2012)》;土霉素大幅度降低,恩诺沙星、磺胺嘧啶和诺氟沙星的含量均低于检测限。因此,适当的水热预处理(150℃)不仅能够提高猪粪的厌氧消化产甲烷性能,并且能够进一步加强粪污无害化处理和降低沼液还田利用的环境风险。