人粪便中温好氧堆肥过程的有机物降解特性研究

利用密闭式小型堆肥反应器,以锯末作为堆肥载体,采用批量反应的操作方式,在35℃的温控条件下进行了人粪便的中温好氧堆肥实验。结果表明,在14 d的堆肥反应周期内,粪便中以COD为参数的有机物去除率可达到70%左右,且在10～12 d内基本完成有机物降解。在中温条件下,堆体容易保持适宜的含水率和pH值,维持适宜微生物繁殖生长的条件。运用磷脂法进行堆肥过程中微生物总量的分析,表明在一个堆肥周期内,微生物经历了环境适应期、稳定增殖期、生物量下降期等3个阶段,这一微生物繁衍规律与有机物的去除密切相关。与高温堆肥相比,中温堆肥能够减少设备加热的能量消耗,是缺水地区人粪便处置的可选方法之一。     

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℃.     

初始温度对人粪便好氧堆肥过程的影响

温度是好氧堆肥过程中需要控制的一个重要因素。不同的初始温度直接影响了堆肥过程中微生物活性及有机物的降解。为了研究初始温度对粪便好氧堆肥过程的影响,采用序批式好氧堆肥反应器,以新鲜锯末为载体,控制含水率在55%~60%的范围左右并强制通风的好氧条件下,进行了初始温度分别为25、35、45和55℃,20 d为一个周期好氧堆肥实验,研究了不同初始温度条件下堆肥过程有机物降解、氮的迁移转化及种子发芽指数的变化。结果表明,初始的高温度会抑制堆肥反应的进行,但初始温度越高,水解效果越显著;初始的高温有利于COD的去除,最终COD的去除率分别为88.2%、89.3%、92.0%和89.9%。初始高温对种子发芽率有抑制作用,同时延迟了堆肥的腐熟期。     

垃圾堆肥工艺过程动态模拟及优化研究

选取通气量、含水率、温度、底物浓度等作为堆肥控制因子，在堆肥生物反应动力学的基础上，根据堆肥反应过程的物料平衡和能量平衡，以及微生物比生长速度与含水率、堆肥温度的依存关系，结合翻转式堆肥反应装置操作运行条件，对厨房垃圾好氧堆肥过程中堆温、含水率、有机物、微生物量及氧气消耗量等变化进行计算机模拟计算，并将模拟结果与堆肥实验结果进行对比。结果证明，除了由于反应装置保温不理想引起堆温和含水率二者有偏差外，总体模拟计算结果与实际堆肥结果基本吻合。另外还开展了利用所开发的模型进行堆肥通气优化的应用研究。模型计算结果表明：当出口氧气控制在10％-18％时，采用间歇供氧，不仅能提高堆肥效率，而且可以使供氧时间减少40％以上。经过堆肥实验验证模拟结果是正确的。由此可见，利用模型模拟堆肥过程，快速优化堆肥方案是可行与有效的。     

餐厨垃圾不同“收集-处理”模式的碳排放估算对比

为明确我国餐厨垃圾不同处理模式下碳排放情况,以中国南方某城市为研究对象,结合实地调研数据,对比研究了集中式好氧堆肥、集中式厌氧发酵和分散式好氧堆肥3种处理模式下的碳排放量。结果表明,集中式好氧堆肥的碳排放总量最高,而集中式厌氧发酵碳排放总量最低。此外,分散式好氧堆肥的主要优势在于可减少收集运输过程的碳排放且可避免其他温室气体的无组织排放;在先进节能手段和控制电耗的措施下,相比于集中式好氧堆肥模式,分散式模式可实现760.91 kg的碳减排(以CO_2计)。然而,餐厨垃圾厌氧发酵模式因其可实现有机质产沼气,总碳减排空间是好氧堆肥的22倍,是一种绿色、低碳的餐厨垃圾处理方式,对实现餐厨垃圾资源化、无害化和减量化具有现实意义。     

焦化厂污染土壤堆肥修复过程的毒性变化

以北京某焦化厂污染土壤为研究对象,按照5∶1的比例添加锯末后加入5%的草炭进行好氧堆肥,通过对污染土壤堆肥处理过程中16种PAHs的降解率、CAT值、SOM值、土壤毒性、pH和TN值的变化规律进行比较,研究添加草炭好氧堆肥对实际有机污染土壤中PAHs的降解效果。研究结果表明,(1)添加草炭好氧堆肥能有效降解有机污染土壤中PAHs,堆肥49 d后,EPA优控的16种PAHs总值从1 085.42 mg/kg降低到71.10 mg/kg,总降解率为93.27%。(2)焦化厂土壤中PAHs浓度较高的分别为荧蒽、菲、芴、苯并(a)蒽、芘、蒽和苯并(k)荧蒽,它们的和占Σ16PAHs总量的73.56%,其中荧蒽的含量最高,浓度为186.913 mg/kg。这7种PAHs的经过49 d添加草炭堆肥后降解率分别为95.67%、93.52%、92.22%、93.12%、93.01%、95.19%和96.24%。(3)通过有机质值和Σ16PAHs总量作图发现,有机质值和Σ16PAHs总量有一定的相关性,这表明在堆肥过程中,微生物在PAHs降解过程中起到很大的作用。     

垃圾堆肥工艺过程动态模拟及优化研究

选取通气量、含水率、温度、底物浓度等作为堆肥控制因子,在堆肥生物反应动力学的基础上,根据堆肥反应过程的物料平衡和能量平衡,以及微生物比生长速度与含水率、堆肥温度的依存关系,结合翻转式堆肥反应装置操作运行条件,对厨房垃圾好氧堆肥过程中堆温、含水率、有机物、微生物量及氧气消耗量等变化进行计算机模拟计算,并将模拟结果与堆肥实验结果进行对比。结果证明,除了由于反应装置保温不理想引起堆温和含水率二者有偏差外,总体模拟计算结果与实际堆肥结果基本吻合。另外还开展了利用所开发的模型进行堆肥通气优化的应用研究。模型计算结果表明当出口氧气控制在10%～18%时,采用间歇供氧,不仅能提高堆肥效率,而且可以使供氧时间减少40%以上。经过堆肥实验验证模拟结果是正确的。由此可见,利用模型模拟堆肥过程,快速优化堆肥方案是可行与有效的。     

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。     

聚乙烯/CaO复合材料在堆肥条件下的降解性能初探

以光钙型环境友好塑料——聚乙烯(PE)/CaO复合材料作为研究对象,通过自制的污泥堆肥与材料老化综合反应器,利用扫描电镜(SEM)与傅立叶红外光谱(FTIR)分析仪对比研究了其在高温好氧堆肥条件下的降解情况。结果表明,PE/CaO复合材料在受控高温好氧堆肥条件下,具有比纯PE材料更优的可堆肥性能。PE/CaO复合材料的CaO颗粒能吸收堆肥环境中的H2O和CO2而生成相应的产物Ca(OH)2或CaCO3,发生涨大与脱落,从而使复合材料的表面产生孔洞,而这些孔洞不仅增大了材料与环境的接触面积,同时更为降解细菌进入材料内部提供了通道,大大加速了材料的降解速度。     

城市污水厂污泥高温好氧堆肥氮素转变行为研究

采用两段式高温好氧堆肥工艺，研究了污泥堆肥中氮素转变规律。研究表明，硝化作用受到温度和NH4^ -N含量的影响显著。一次发酵中，堆料平均温度高于40℃，硝化作用受到强烈抑制；二次发酵后期，由于NH4^ -N浓度降低，故硝化过程减缓。不同调理剂及操作条件对氮素损失影响较大，利用腐熟堆肥作为调理剂可以减少氮素损失。适当降低堆料温度、增加初始含水率及适当减少初始挥发份含量等措施均可在一定程度上减少氮素损失。     

固体废弃物的堆肥化处理技术

固体废弃物已成为限制城市发展的重要环境问题.堆肥化处理是固体废弃物资源化利用的一种方式,已逐渐被国内外所重视.本文综述了现有的三种堆肥化系统:条垛式系统、通气静态垛式系统和发酵仓式系统,介绍了三种系统的优缺点.     

重力翻板式有机生活垃圾快速堆肥中试研究

采用自行研制的一套新型快速堆肥装置——重力翻板式垃圾快速堆肥装置,对易腐有机物含量80%左右,含水率73%左右的生活垃圾进行快速发酵中试研究。生活垃圾在4 d的间歇动态初级发酵期内,能保持70℃以上温度3 d以上,无害化、减量化及节能减耗效果好。     

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     

高温堆肥与蚯蚓堆肥对城市污泥重金属形态的影响

采用高温堆肥和蚯蚓堆肥工艺,研究了城市污泥与锯末、粉煤灰或磷矿粉按不同比例混合堆肥前后重金属（Cu、Pb、Zn、Cd和As）交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态和残留态的变化。研究表明：高温堆肥和蚯蚓堆肥前后各试验污泥的重金属形态和含量呈现出不同的变化,都可以降低污泥中交换态Cu、Pb、Zn、Cd和As的含量;对于Cu和Pb,高温堆肥优于蚯蚓堆肥;对于Zn、Cd和As,蚯蚓堆肥优于高温堆肥。2种堆肥方式中,粉煤灰用量为10%的钝化效果优于20%,磷矿粉的钝化效果同粉煤灰一样。     

猪场废弃物强制通风静态仓堆肥系统的试验研究

通过组织5个猪场废弃物堆肥试验,度量温度、表观性状、体积、重量损失、全氮、全磷、大肠杆菌值、蛔虫卵杀灭率和发芽指数等指标,检验了开发的强制通风静态仓堆肥系统的性能.结果表明,除起始含水率为80%试验堆体因起始含水率过高导致发生厌氧反应外,其余4个堆体均实现堆肥无害化、减量化、稳定化和资源化的处理目标;堆肥温度维持50℃以上5～7 d,或55℃以上3 d是大肠杆菌值达到国家粪便无害化卫生标准的必要条件;堆肥过程能有效脱除堆料的生物毒性,后腐熟阶段是必需阶段;氮、磷、钾等主要营养元素在堆肥前后呈现"浓缩效应".因此,堆肥化能提高猪场废弃物肥效和利用价值.     

堆肥系统的通风设计

对堆肥系统的两种不同风机选型方法及计算结果进行了比较.根据计算结果,方法二所选风机的风量、风压和功率都大于方法一所选的风机.对于堆肥系统,目前常用的风机选型方法为方法二.污泥堆肥中试的结果初步表明:方法二所选风机的风量偏大,而方法一所选风机的风量比较适宜.     

自来水污泥堆肥化研究

研究了自来水污泥脱水防粘预处理技术、高温好氧堆肥技术及其应用于园林种植效果。机械组成测定和电镜扫描结果表明,调理剂QS可以显著改善自来水污泥的粘结性及脱水性能;堆肥实验结果表明,预处理的自来水污泥与枯枝落叶按体积比3∶7混匀,加入尿素调节碳氮比,27 d后,可达腐熟,EM菌可以加快堆肥物料腐熟,19 d后,即可达腐熟要求;桉树盆栽实验结果表明,自来水污泥经堆肥化处理后,保水性提高,促进桉树生长,而且堆肥过程中添加EM菌可以进一步促进桉树生长。     

油泥废弃物的生物修复技术研究

本文利用正交试验 ,探讨了堆腐法处理油泥废弃物过程中调控因子 (肥料、客土、水分和 pH)的影响。结果发现 ,投加一定量的客土是影响处理效果的重要因子。通过正交试验选择和确定的最佳处理条件为 :在自然温度 >2 0℃的情况下 ,客土投加量 2 0 %、肥料 10 %、菌剂 5 %、控制水分 30 % (烘干基 )和pH 7。优化条件的建立为油泥废弃物的深度处理提供了理论依据     

堆肥技术处理有机污染土壤的研究进展

堆肥化处理是一种新型、高效的生物修复技术 ,本文综述了国内外应用堆肥技术处理有机污染土壤的研究进展 ,总结了对有机污染土壤进行堆肥处理的主要影响因素。本文还指出了堆肥技术目前存在的问题 ,并对其发展前景进行了展望     

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.