卧式螺旋污泥好氧动态堆肥技术的研究

利用卧式螺旋式污泥好氧堆肥装置进行间歇式动态堆肥,对污水厂厌氧消化污泥进行了中温堆肥试验研究.通过控制各组堆肥的含水率、物料配比和通气量,重点探讨各种条件下堆体温度与有机物降解的关系.试验结果表明,厌氧消化污泥以木屑为调理剂在装置中可以实现好氧堆肥处理,其适宜的物料控制参数为:污泥:木屑=10:1～1.5(湿重比),堆肥含水率50%～60%;过程控制参数为:通风量为6.7～8.3 m3/h·t,发酵周期为8 d,温度45℃.     

城市生活垃圾和污泥混合堆肥中氮素变化规律研究

进行了不同比例的垃圾和污泥混合的高温好氧静态堆肥小试试验,主要研究了堆肥过程中全氮、氨氮、硝态氮、水溶性氮以及有机碳等的变化.结果表明,堆肥过程中有机碳、全氮和碳氮比呈下降趋势;堆肥产品中全氮与其初始浓度成正比,初始浓度越高,结束时全氮越高;碳氮比在整个堆肥过程中变化不大;氨氮的变化显著,堆肥23 d,3种比例的混合样品(垃圾和污泥体积比分别为9∶1、5∶1和3∶1)中的氨氮分别由堆肥前的11.1、10.9、10.5 g/kg下降到1.1、2.1、3.1 g/kg;水溶性全氮和水溶性氨氮的下降趋势明显,水溶性氨氮是构成水溶性全氮的主要成分,堆肥前期温度的上升引起水溶性全氮和水溶性氨氮的迅速下降;硝态氮和水溶性硝态氮的浓度低,变化小;氮素损失主要在第3～10天的堆肥高温期,污泥量越大,氮素损失越严重,氮素损失率最高达45%.     

塔式自然通风好氧堆肥反应器的开发与应用

针对现有堆肥反应器处理效率低、运行和维护成本较高及堆肥效率不稳定等问题,开发了塔式自然通风好氧堆肥反应器。从物料和热量平衡、通风量优化等方面对反应器进行研究。反应器主要包括反应器主体、通风管、物料承托筛板和温度监控系统等,具有运行及维护简单、能源耗费低等优点。在通风高度为3 m,初始物料投加量5.65 kg(干重比︰粪便/锯末=1∶2.5),含水率约60%时,对人粪便进行好氧堆肥实验。结果表明,堆体温度最高至62℃,并且在50℃以上高温保持5 d;TOC和COD均呈持续下降趋势,降解率分别为64.14%和56.45%;种子发芽指数为113.64%,完全达到腐熟标准。     

梨形筒式好氧堆肥反应器的开发与应用

针对现有堆肥反应器移动困难、难以使物料充分混合及堆肥效率不稳定等问题,开发了梨形筒式好氧堆肥反应器。从物料和热量平衡、通风量及搅拌方式优化等方面对反应器进行了研究。反应器主要包括梨形筒体、无轴螺旋导叶、通风系统、动力系统和控制系统等,具有易于移动、便于进/出料等优点。在通风量为2.0 L/min,初始物料投加量5.0kg（干重比∶粪便/锯末=1∶4）,含水率约60%时,利用反应器对人粪便进行序批式堆肥实验,结果表明,反应器搅拌5 min后混合均匀率可达90%以上,符合混合均匀度的要求;堆体温度从第2天开始升温至50℃以上并保持30 d;TOC和COD均呈持续下降趋势,降解率分别为72.61%和72.81%;种子发芽指数为92.18%,可完全达到腐熟标准。     

二丁与连翘药渣联合堆肥腐熟度评价

为了对不同比例的二丁与连翘药渣堆肥腐熟度进行评价,采用条垛式好氧堆肥方式,将二丁和连翘两种药渣按照5种不同的比例进行堆肥处理,通过分析堆肥过程中温度、pH、C/N和发芽指数等指标的变化规律,对堆肥腐熟度进行评价。结果表明:在试验处理条件下及堆肥周期内,单一药渣堆肥的两组处理未能完全腐熟,混合药渣堆肥的3组处理均已达到完全腐熟的标准,说明两种药渣混合后进行堆肥,可以有效促进堆肥的顺利进行,且二丁与连翘比例为2∶1(质量比)时发酵效果最好。3组混合药渣的发酵产物可以作为有机肥或土壤改良剂施用,也可以与化肥配合,制备成有机/无机配方肥。     

二丁与连翘药渣联合堆肥腐熟度评价

为了对不同比例的二丁与连翘药渣堆肥腐熟度进行评价,采用条垛式好氧堆肥方式,将二丁和连翘两种药渣按照5种不同的比例进行堆肥处理,通过分析堆肥过程中温度、pH、C/N和发芽指数等指标的变化规律,对堆肥腐熟度进行评价。结果表明:在试验处理条件下及堆肥周期内,单一药渣堆肥的两组处理未能完全腐熟,混合药渣堆肥的3组处理均已达到完全腐熟的标准,说明两种药渣混合后进行堆肥,可以有效促进堆肥的顺利进行,且二丁与连翘比例为2∶1(质量比)时发酵效果最好。3组混合药渣的发酵产物可以作为有机肥或土壤改良剂施用,也可以与化肥配合,制备成有机/无机配方肥。     

污泥用量对生活垃圾堆肥氮素转化与损失的影响

为了探讨生活垃圾堆肥的氮素损失问题,对生活垃圾（A组）、污泥和生活垃圾混合B组（w/w=1∶6）、C组（w/w=1∶4）组等3组物料进行高温好氧堆肥,研究污泥用量对生活垃圾堆肥化过程中温度、pH值、各氮素转化与损失的影响。结果表明：投加污泥会影响生活垃圾的通风性能,减慢物料的升温速率,延长堆肥周期。污泥用量对生活垃圾堆...     

添加氮损失抑制剂对蓝藻泥堆肥质量的影响

对脱水蓝藻进行大型生产性堆肥实验。研究堆肥过程中,氮损失抑制剂过磷酸钙的添加对堆肥物料各类理化性质的影响。研究结果表明,过磷酸钙加入的处理组与未加过磷酸钙的对照组堆制37 d后堆肥物料均可腐熟,且堆肥肥效均符合NY525-2002的相关要求。添加过磷酸钙处理组有机质含量为490 g/kg,全N、全P和全K含量分别为20.75、10.02和11.32 g/kg,总养分含量达到9.77%,堆肥品质明显优于对照处理。同时,在微生物的作用下,对照组中微囊藻毒素MC-RR与微囊藻毒素MC-LR去除率分别达到89.8%与78.3%。值得一提的是,添加过磷酸钙后,MC-RR和MC-LR的去除率得到进一步提高,分别达到了92.96%和100%,较好地保证了蓝藻堆肥农用的安全性,为脱水蓝藻好氧堆肥化提供了可行性依据。     

添加炭基材料对蔬菜废物好氧堆肥进程和腐熟度的影响

以蔬菜废弃物辣椒秸秆和树叶为堆肥原料(CK),采用密闭式好氧堆肥工艺,研究了添加5%木本泥炭(T1)、5%活性炭(T2)和10%木本泥炭(T3)等炭基材料对堆肥p H、EC、CO2累积量、物料损失率、T值、C/N和发芽率指数的影响。结果显示,T2处理的p H在60 d后维持在8~9之间;EC值随着堆肥进行呈现先下降后升高再下降的趋势,最终CK、T1、T2和T3处理的EC值(m S/cm)分别降低了1.02、0.76、0.33和0.48;T2和T3处理的CO2累积量一直高于其他处理;所有处理的物料损失率均在20%以上;4个处理堆肥产品的T值分别为0.56、0.65、0.68和0.69;堆肥产品的发芽率指数分别为63.2%、69.3%、93.5%和86.1%。T值和发芽率指数显示T2和T3处理达到了腐熟阶段。结果表明,在蔬菜堆肥处理中添加炭基材料可改善堆肥产品的理化性质,加速堆肥物料的分解,有效地缩短堆肥周期和提高堆肥产品的腐熟度。     

添加牛粪和园林废弃物对污泥蚯蚓堆肥的影响

为研究污泥中添加不同比例的牛粪和园林废弃物对蚯蚓堆肥的影响,在实验室进行了为期60 d的堆肥实验,测定了堆肥物料的理化性质以及蚯蚓的存活率、平均体重、产茧量的变化情况。结果表明,100%污泥不适合蚯蚓的生长繁殖,添加牛粪/园林废弃物后可以显著改善蚯蚓的生长繁殖,进而提高蚯蚓的存活率和产茧量;污泥比例较低时,添加牛粪处理组的累计产茧量要高于添加园林废弃物的处理组,但当污泥比例大于25%时,添加园林废弃物的污泥更适合蚯蚓繁殖。冗余分析结果表明,pH、TN对蚯蚓的生长和繁殖起着重要的作用。蚯蚓堆肥可以改善物料的理化状况,提高堆肥产物中氮、磷、钾的养分含量,加速污泥的稳定化,提高其肥料价值。     

城市生活垃圾堆肥试验装置的设计

堆肥装置是研究堆肥过程中各种参数变化和获取优化参数的必不可少的工具。本文从堆肥维持其温度的先决条件出发，并在大量调研的基础上确定了实验室好氧发酵装置的合理尺寸、渗沥水收集和回喷系统、布气系统等。该装置的尺寸为长1m，宽0．5m，高0．6m，堆料的高度为0．48m；根据垃圾样品的理化性质，确定了渗滤液回喷的时间为116S、鼓风机的风量为0．055m^3／min，风压为300Pa，并且对其引入自动控制设备，使通风工作5min、休息35min。最后利用生活垃圾堆肥试验验证该装置满足堆肥的一次发酵要求。该装置采用自动控制系统，布水、布气均匀，保温效果好，发酵过程温度测定方便快捷，而且还有功率消耗小、臭气集中易于处理的优点。     

城市生活垃圾堆肥试验装置的设计

堆肥装置是研究堆肥过程中各种参数变化和获取优化参数的必不可少的工具.本文从堆肥维持其温度的先决条件出发,并在大量调研的基础上确定了实验室好氧发酵装置的合理尺寸、渗沥水收集和回喷系统、布气系统等.该装置的尺寸为长1 m,宽0.5 m,高0.6 m,堆料的高度为0.48 m;根据垃圾样品的理化性质,确定了渗滤液回喷的时间为116 s、鼓风机的风量为0.055 m3/min,风压为300 Pa,并且对其引入自动控制设备,使通风工作5 min、休息35 min.最后利用生活垃圾堆肥试验验证该装置满足堆肥的一次发酵要求.该装置采用自动控制系统,布水、布气均匀,保温效果好,发酵过程温度测定方便快捷,而且还有功率消耗小、臭气集中易于处理的优点.     

一种新型可控堆肥反应器系统的快速好氧堆肥实验

研究自制可控堆肥反应器对城市污泥进行快速好氧堆肥的工艺效能。实验结果表明:新型堆肥反应器的可控性强。当初始入料堆体温度控制在40℃左右,含水率控制在50%左右时,堆体温度能在第3天就升至55℃以上,并维持5 d以上。含水率、pH、电导率、种子发芽指数(G I)和可挥发性固体(VS)等指标均具有良好的变化规律,均可作为堆肥腐熟度的表征和评价参数。反应器13 d即可完成一个堆肥周期,且堆肥产品的腐熟程度极高。     

新型堆肥生物反应器人粪便堆肥功效的评价

利用以锯末为载体的Bio-Lux S15型生态卫生设备，对人粪便进行了连续性堆肥实验，考察了BOD₅、粪大肠菌和蛔虫卵的灭活以及最终产品N、P和K等肥料成分的含量。实验结果表明，最初30 d，BOD₅的累积去除率由27％快速增加到50％，之后的30 d维持在50％左右，随后下降至40％左右。生态卫生设备中维持50～60℃的温度是杀灭粪便病原微生物的适宜条件，可保证粪便投入后在24 h内，粪大肠菌的灭活率达到99.99％，蛔虫卵的灭活率在2 h内达100%。对反应周期内载体的N、P和K等肥料成分的分析结果表明，反应过程中3种肥分都持续积累，在反应末期，按TN、P₂O₅和K₂O计算的3种肥分最终分别达到25.1、123.4和2.0 g/kg，基本上达到了农用肥料的国家标准，表明以锯末为载体的反应器具有良好的堆肥效果。     

高效堆肥菌种的筛选及在城市污泥堆肥上的应用

分离筛选出了4株猪粪堆肥菌种,初步的分类鉴定表明它们均属于芽孢杆菌属.利用这些菌种制成混合菌剂,并进行城市污泥堆肥对比试验,结果显示,接菌处理在各项堆肥指标上明显优于未接菌的空白处理,自制菌与酵素菌在堆肥过程中具有非常相似的发酵能力,均能加快堆肥的升温速度,提高堆肥的最高温度,加快物料含水率的下降.说明自制菌不但可以应用于猪粪的堆肥发酵,在城市污泥高温堆肥方面也有很好的应用潜力.     

翻转式堆肥反应装置设计研究

以复合微生物菌剂降解垃圾的适宜条件为出发点 ,根据堆肥小试实验结果 ,确定进料垃圾特性、合理的工艺参数及一次发酵完成时间 ,结合制备装置材料的保温性、堆肥物料平衡、热量平衡 ,合理确定反应装置容积、供气方式、操作运行条件 ,开发了翻转式堆肥反应装置。该装置具有堆料搅拌均匀、进出料简单、供气均衡等特点     

好氧堆肥反应器对人粪便堆肥中温降解的中试研究

控制温度为（35±2）℃，以新鲜锯末为空白载体，在控制含水率为55%~60%和强制通风的好氧条件下，进行为期15 d的实验，进行了人粪便好氧堆肥的中试研究，重点分析了在堆肥过程中有机物的降解、氮素的迁移转化规律及生物量的变化。结果表明，粪便中有机物含量在前2天稍微上升，然后迅速下降，最终去除率为71.82%；随着NH₃-N释放量的增加，堆料中N_tot含量从第4天开始减少，最终损失 22.61%，其中N_org损失占74.35%，NH₃-N占23.52%；所损失的氮素有91.66%以氨氮的形式释放。粪便中的有机物和氮的含量能在8~10 d后达到稳定，且堆体无臭味；粪便中溶解性有机物为微生物的生长提供营养物质，因此生物量变化的过程与有机物降解的有着紧密的联系；病原菌在堆肥过程中得到有效去除，表明该反应器堆肥的无害化。     

A fuzzy composting process model

Composting processes are normally complicated with a variety of uncertainties arising from incomplete or imprecise information obtained in real-world systems. Previously, there has been a lack of studies that focused on developing effective approaches to incorporate such uncertainties within composting process models. To fill this gap, a fuzzy composting process model (FCPM) for simulating composting process under uncertainty was developed. This model was mainly based on integration of a fractional fuzzy vertex method and a comprehensive composting model. Degrees of influence by projected uncertain factors were also examined. Two scenarios were investigated in applying the FCPM method. In the first scenario, model simulation under deterministic conditions was conducted. A pilot-scale experiment was provided for verifications. The result indicated that the proposed composting model could provide an excellent vehicle for demonstrating the complex interactions that occurred in the composting process. In the second scenario, application of the proposed FCPM was conducted under uncertainties. Six input parameters were considered to be of uncertain features that were reflected as fuzzy membership functions. The results indicated that the uncertainties projected in input parameters will result in significant derivations on system predictions; the proposed FCPM can generate satisfactory system outputs, with less computational efforts being required. Analyses on degree of influence of system inputs were also provided to describe the impacts of uncertainties on system responses. Thus, suitable measures can be adopted either to reduce system uncertainty by well-directed reduction of uncertainties of those high-influencing parameters or to reduce the computational requirement by neglecting those negligible factors.     

Bioremediation of diesel-contaminated soil with composting

The major objective of this research was to find the appropriate mix ratio of organic amendments for enhancing diesel oil degradation during contaminated soil composting. Sewage sludge or compost was added as an amendment for supplementing organic matter for composting of contaminated soil. The ratios of contaminated soil to organic amendments were 1:0.1, 1:0.3, 1:0.5, and 1:1 as wet weight basis. Target contaminant of this research was diesel oil, which was spiked at 10,000 mg/kg sample on a dry weight basis. The degradation of diesel oil was significantly enhanced by the addition of these organic amendments relative to straight soil. Degradation rates of total petroleum hydrocarbons (TPH) and n-alkanes were the greatest at the ratio of 1:0.5 of contaminated soil to organic amendments on wet weight basis. Preferential degradation of n-alkanes over TPH was observed regardless of the kind and the amount of organic amendments. The first order degradation constant of n-alkanes was about twice TPH degradation constant. Normal alkanes could be divided in two groups (C10-C15 versus C16-C20) based on the first order kinetic constant. Volatilization loss of TPH was only about 2% of initial TPH. Normal alkanes lost by volatilization were mainly by the compounds of C10 to C16. High correlations (r=0.80-0.86) were found among TPH degradation rate, amount of CO2 evolved, and dehydrogenase activity.