由于粪便中重金属的含量较高,导致厌氧发酵的产物中也含有大量相应的重金属。国内外对于沼气发酵产物中重金属的处理研究相对较少,厌氧发酵产沼气不但可以生产清洁能源,还可以处理畜禽养殖产生的大量畜禽粪污,减轻畜禽粪污带来的污染问题,对于环境保护有着极其重要的意义。本试验以新鲜猪粪为发酵原料,添加2种营养型钝化剂(磷矿粉、硼泥)、不同添加比例(2.5%、5.0%、7.5%),在适宜的发酵条件下,进行厌氧发酵试验。研究营养型钝化剂对厌氧发酵产物中重金属Cr、Cd的含量及分配率、沼渣中Cr、Cd形态变化及钝化效果的影响;研究添加营养型钝化剂对发酵产沼气特性的影响。希望通过本论文,为提高厌氧发酵的环保性能,增强畜禽粪便无害化处理提供研究新思路。本论文主要研究结论如下:(1)发酵结束后,各试验处理组中重金属Cr的全量低于国际标准对于有机肥中Cr的最高限定,Cr的减灾化处理效果显著。添加磷矿粉的处理组中沼渣内Cr分配率高于添加硼泥的试验处理组;发酵结束后Cr主要以残渣态为主,钝化剂的添加比例对可氧化态Cr的含量有显著影响;添加钝化剂可以降低沼渣中重金属Cr有效态的含量,含量随着钝化剂添加比例的增加而减小,其中添加7.5%硼泥的处理效果最好,钝化剂的添加比例对沼渣中重金属Cr有效态的分配率有显著影响;添加钝化剂可以促进有效态Cr向稳定态转变。(2)发酵结束后,各试验处理组中重金属Cd的全量低于国际标准对于有机肥中Cd的最高限定,Cd的减灾处理效果显著。添加磷矿粉的处理组中沼渣内Cd分配率随着磷矿粉的添加比例增加而增加,随着硼泥的添加比例的增加而减小;发酵结束后Cd主要以残渣态为主,钝化剂的添加比例对残渣态重金属Cd含量有显著影响;添加钝化剂可以降低沼渣中重金属Cd有效态的含量,含量随钝化剂添加比例的增加而减小,添加硼泥处理组的有效态含量低于同比例下的磷矿粉处理组。添加钝化剂可以降低沼渣中重金属Cd稳定态的含量,其中添加7.5%硼泥处理组含量最低。(3)添加营养型钝化剂的处理组对重金属Cr、Cd的钝化效果明显,两种营养型钝化剂对重金属Cr、Cd的钝化效果都达到30%以上,钝化效果随钝化剂的添加比例的增加而增加。其中,对于重金属Cr来说,钝化效果最佳选择是添加7.5%硼泥处理组,钝化效果达到63.09%;对于重金属Cd来说,钝化效果最佳选择是添加7.5%硼泥处理组,钝化效果达到84.25%。两种钝化剂对Cd的钝化效果优于Cr。营养型钝化剂的添加比例对重金属Cr的钝化效果有显著影响,营养型钝化剂的种类及添加比例对重金属Cd的钝化效果有显著影响。(4)与CK组相比,添加营养型钝化剂会增加厌氧发酵过程中沼气的产量,提高甲烷平均含量,有良好的促进产气作用。添加磷矿粉的处理组中,总产气量随着磷矿粉的添加比例的增加而增加,添加7.5%磷矿粉处理组的容积产气率为0.35m~3/(d·m~3),其甲烷平均含量达到45.21%;添加硼泥的处理组中,总产气量最高为添加5.0%硼泥处理组,容积产气率为0.41m~3/(d·m~3)。在此条件下甲烷平均含量达到47.85%。在相同添加比例条件下,添加硼泥总产气量与甲烷平均含量较高,说明两种营养型钝化剂相比,硼泥对厌氧发酵产沼气的促进作用更大。综上所述,添加营养型钝化剂会增加重金属Cr、Cd的钝化效果,硼泥对于重金属Cr、Cd的钝化效果优于磷矿粉;提高营养型钝化剂的添加比例对于猪粪厌氧发酵沼气产量及甲烷平均含量的增加有促进作用,其中硼泥的促进效果更佳。在本试验条件下,适当增加营养型钝化剂的添加比例,更加利于营养型钝化剂在重金属钝化性能与厌氧发酵产气性能两方面的综合性能的发挥。