以粪污水热资源化为核心的高效种养结合系统分析与展望

种养结合系统是实现养殖业和种植业可持续发展的重要途径。水热技术可以将畜禽粪污快速直接转化生产生物原油、水热炭、水相产物和气体产物,生成物分别具有燃料、土壤改良、农用杀菌剂和气体肥料应用潜力,以粪污水热资源化为核心构建的高效种养结合系统有助于提升畜禽粪污的无害化资源化水平和消纳能力、构建生态可持续的绿色循环农业,实现畜禽粪污资源化利用、种植业和养殖的协同高效发展。该研究基于国内外近十余年的研究,系统综述了粪污水热资源化产物在种养结合生态循环农业模式中的作用和应用潜力,论述了畜禽粪污水热转化生物原油在农业内燃机中作为燃料的研究现状,阐述了水相产物作为潜在的农用杀菌剂在作物病害防控中的作用,梳理了畜禽粪污源水热炭在转化机理、理化特性和还田应用中的研究进展,分析了气相产物中的组分和用于温室种植的潜力。在此基础上总结了以粪污水热资源化为核心的高效种养结合系统面临的主要挑战,并对水热资源化产物农业循环应用的研究方向进行展望。研究为畜禽粪污水热资源化和高效种养结合系统研究提供理论参考。

石油化工废水生化转化技术与碳减排潜力研究进展

化石能源的加工和消耗是中国重要的碳排放来源之一。石油加工过程产生的大量废水中有机物含量高、成分复杂,通过生化技术转化废水回收资源,是实现碳减排和碳中和的重要潜在途径。笔者综述了通过好氧处理、微藻处理、厌氧消化和微生物燃料电池等技术对石油化工废水污染物去除与资源回收的研究进展;分析了4种技术在废水处理过程的碳排放因素;讨论了这4种技术推动碳减排的途径与潜力,其中微藻处理、厌氧消化和微生物燃料电池等新型生化技术具有良好的碳减排发展空间;展望了生化技术处理能源加工废水实现碳减排的研究重点,包括优势微生物探究、处理工艺优化、组合工艺开发与资源循环系统构建等。

北京市奶牛粪污管理及资源化利用技术现状

粪污管理是奶牛养殖业的重要环节,在奶业可持续发展中举足轻重。北京是人口密集的国际化大都市,乳制品供应需求与养殖用地、污染排放、畜禽粪污的土地消纳之间的矛盾突出,在大型都市农业发展过程中具有典型性和示范性。本文以北京市为例,总结了当前牧场奶牛粪污管理的技术和方法,结合实验室前沿研究,对奶牛粪污的微藻处理和水热转化等高值化转化技术进行介绍,以期为大型都市的粪污管理和养殖业可持续发展提供借鉴和参考。

北京市规模化奶牛场运动场防雨现状及建议

运动场是保障奶牛生产力和动物福利的重要设施。2021年6—9月,频繁降雨导致北京地区多家奶牛场的运动场积水,为奶牛生产力、奶牛场生防安全、环境卫生、运动场舒适性和动物福利带来隐患。通过线上线下结合,调研了北京地区27家规模化奶牛场的运动场防雨、排水及垫料现状。结果表明:调研奶牛场中,88.90%奶牛场配备了运动场,其中83.33%奶牛场通过设置地面倾角、设置挡雨棚、雨污分离槽及布设排水管道(沟渠)、雨后水泵排水等方式实现运动场防雨及排水。此外,针对运动场建设、运动场防雨、运动场舒适性展开讨论,以期改善运动场防雨现状,满足集约化奶牛场可持续发展需求和提升动物福利。

北京市规模化奶牛场粪污综合管理模式分析——以北京延庆区大地群生养殖专业合作社为例

北京是都市奶牛养殖业发展的典型代表,拥有规模化奶牛场49家,存栏规模5.68万头。得益于资金和技术支持,北京市奶业稳步发展,但受资源、环境、政策等因素影响,当地规模化奶牛养殖企业也面临管理难度大、环保压力大、养殖成本高等问题。优化规模化奶牛场综合管理是解决奶牛养殖区域性难题的有效途径。本文在充分调研北京市奶牛奶牛场粪污处理现状的基础上,以北京市延庆区大地群生养殖专业合作社为例,介绍科学养殖-高效粪污资源化利用综合管理方案,以期为都市型农业提供粪污管理方案提供参考。

生物质水热液化水相产物形成机理及资源回收

生物质水热液化转化为生物原油是极具潜力的可再生液体燃料制备途径。但水热液化水相产物产量大、成分复杂,具有较高的环境风险,限制了水热液化的绿色发展。论文以本课题组近10年(2012-2021)的研究积累为核心,综述了水热液化水相产物的形成机理、理化特性和资源回收路径。本文介绍了水相副产物形成的影响因素,总结了不同反应变量下水热转化和元素迁移途径;综述了水相生物转化的途径和研究进展,包括好氧微生物降解、微藻养殖、厌氧处理和微生物电化学等,介绍了膜分离和吸附等物理方法用于水相物质分离、获得高价值组分的研究,论述了利用水相制备农业杀菌剂的潜力。最后对水相的处理原则和研究方向进行展望,以期为水热液化水相的处理和资源回收提供参考。