猪场贮存污水温室气体排放研究

论文摘要

规模化畜禽业的发展在解决了畜产品供给和带动农村经济发展的同时也带来了日益严重的环境污染问题。液体粪污贮存是我国规模化畜禽场中广泛应用的经济的处理粪污的方式。同时,畜禽贮存污水是重要的农业源温室气体贡献者。目前国内对猪场贮存污水的温室气体排放的研究报道相对匮乏,缺少相关的基础数据和资料。因此,在我国进行此方面的研究,有利于为该领域的研究提供数据支持,有利于探索温室气体减排措施。本文在参考国内外相关文献资料的基础上,选择猪场贮存污水为研究对象,通过室内定量的研究分析和室外的现场试验,系统研究了温度、COD、覆盖物对贮存污水CO2、CH4、N2O排放的影响以及实际生产过程中的气体排放情况。主要研究结论有:1.实验室内不同COD水平对贮存污水温室气体排放的影响试验表明,CH4和CO2两种温室气体的排放通量与累积排放量,随水质COD浓度的增大而升高。COD范围在1000-3000mg/L、3000-5000mg/L和5000-7000mg/L的三个处理,去除每克COD产生的CH4量分别为0.12L、0.28L、0.31L,CO2量分别为0.47L、0.66L、1.90L。2.实验室内不同水温对贮存污水温室气体排放的影响试验表明,40℃水温的CH4和CO2排放通量与累积排放量都是最高的,与其他两组差异显著。25℃水温的CH4和CO2排放通量与累积排放量均比10℃水温的低。40℃的贮存温度条件下,去除每克COD产生的CO2和CH4量分别为1.19L、0.59L,去除每克VS的CO2和CH4排放量是0.99L、0.49L。10℃和25℃的贮存条件下,去除每克VS和COD的CO2和CH4排放量相近。3.不同覆盖物对猪场贮存污水的温室气体排放影响试验表明,陶粒组和对照组的CH4和CO2累积排放量没有显著差别（P=0.78）。覆盖玉米秸的处理组,其CH4和CO2的累积排放量显著地高于覆盖陶粒组和对照组（P<0.01）。覆盖玉米秸的处理去除每克COD产生的CO2和CH4量分别为29.57L、10.49L,去除每克VS产生的CO2和CH4量分别为37.06L、13.14L。4.不同季节各级化粪池温室气体排放浓度测定以及排放通量的计算表明:冬、春、夏三个季节的试验没有发现明显的CO2、CH4排放浓度和排放通量的日变化规律。与CO2、CH4的排放浓度相比,N2O的排放浓度很低,基本可以忽略。三个季节的气温与污水贮存系统的CO2、CH4排放量具有极显著的相关性。5.不同化粪池温室气体贡献率分析表明:对于整体贮存系统的排放通量而言,一级化粪池在三个季节的贮存污水温室气体排放的测试中,贡献率分别为60.1%、62.1%和43.4%,是本污水贮存单元的主要温室气体贡献者,因此应着重控制一级化粪池的温室气体排放。6.温室气体贡献率分析表明:冬季试验时,对于CO2当量的温室气体,CO2、CH4和N2O的贡献率分别为19%、78%和3%。春季试验时,三种气体的贡献率分别为10%、90%和0%。夏季试验时,三种气体的贡献率分别为5%、95%和0%。CH4是本污水贮存系统排放的主要的温室气体,其次是CO2。因此应主要控制本污水贮存单元CH4气体的排放。7.室内厌氧贮存试验和室外的现场试验的结果均表明:N2O的排放很微弱,基本可以忽略。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 污水温室气体产生原理研究
• 1.2.2 污水温室气体排放影响因素研究
• 1.2.3 温室气体测试技术研究
• 1.3 目前研究中存在的问题
• 1.4 研究内容与技术路线
• 1.4.1 研究内容
• 1.4.2 本文研究的技术路线
• 第二章 不同因素对猪场污水温室气体排放的影响试验
• 2.1 试验材料与方法
• 2.1.1 测试方法
• 2.1.2 试验装置
• 2.1.3 试验设计
• 2.1.4 样品采集
• 2.1.5 测量指标与方法
• 2.1.6 数据分析与处理
• 2.2 试验结果与讨论
• 2.2.1 不同COD 条件下温室气体排放分析
• 2.2.2 不同水温条件下温室气体排放分析
• 2.2.3 不同覆盖物条件下温室气体排放分析
• 2.3 本章小结
• 第三章 猪场污水贮存过程中温室气体排放现场试验
• 3.1 试验材料与方法
• 3.1.1 试验点基本情况
• 3.1.2 测试方法
• 3.1.3 试验装置
• 3.1.4 试验设计
• 3.1.5 样品采集
• 3.1.6 测量指标与方法
• 3.1.7 数据分析与处理
• 3.2 试验结果与讨论
• 3.2.1 水质情况分析
• 3.2.2 不同季节温室气体排放浓度分析
• 3.2.3 不同季节温室气体排放通量分析
• 3.2.4 不同化粪池温室气体贡献率比较
• 3.2.5 不同温室气体贡献率分析
• 3.2.6 不同季节温室气体排放量与温度的关系
• 4和CO₂的排放量与COD、VS 的关系'>3.2.7 不同季节CH₄和CO₂的排放量与COD、VS 的关系
• 3.3 本章小结
• 第四章 结论与建议
• 4.1 结论
• 4.2 进一步研究的建议
• 参考文献
• 致谢
• 作者简历