基于响应面法的新型餐厨垃圾菌剂制备

设计三因素三水平实验并采用响应面优化法对反应适宜的实验参数进行了优化.选择温度、供氧条件和反应时间作为菌剂制备的可控因素,选择温度、菌剂投加量和木屑投加量(水分调节)作为菌剂处理厨余垃圾的可控因素,研究菌剂制备与处理垃圾的优化工艺参数.研究结果表明,菌剂的最优制备条件为:温度35℃、间歇震荡、培养108 h,按重量百分比为碎花生壳∶刨花∶鱼骨粉∶麸皮∶菌体=2∶1∶1∶1∶1比例制得的固体菌剂具有较高的活性.菌剂处理厨余垃圾的响应面优化法分析结果表明,当温度为45℃,菌剂投加量为6％,木屑投加量为30％时,厨余垃圾的减量率最大,2d降解率可达40％.     

复合微生物菌剂对污泥堆肥的作用效果研究

为了研究复合微生物菌剂对污泥堆肥的作用效果,以消化污泥、锯末和回流堆肥为原料,接种不同剂量(0、0.2%、0.5%)的复合微生物菌剂进行室外露天堆肥,分析了温度、含水率、pH值、全碳(TC)、全氮(TN)、种子发芽指数(germination index,GI)的动态变化,结果表明:各堆体温度保持在50℃以上的时间均超过7 d,满足堆肥卫生标准;接种复合微生物菌剂的堆体升温速率和温度最高值均大于未接种堆体,接种复合微生物菌剂有利于增加堆体水分散失量,加快堆体有机质降解速度,降低堆体氮的损失量,提高GI值;其中微生物菌剂接种量为0.5%的堆体,接种处理对水分散失、氮损失的控制和GI值的增加效果较明显.     

微生物菌剂强化餐厨垃圾和污泥联合堆肥

为探究微生物菌剂对餐厨垃圾和污泥联合好氧堆肥的影响,以餐厨垃圾和污泥(湿重1∶1)混合原料为堆肥底物,添加底物总湿重30％的废木屑作为膨胀剂,向底物中分别加入微生物菌剂和腐熟堆肥为处理组,并以不添加外源物作为对照,通过测定堆肥过程中的理化性质、腐熟效果和营养元素的变化,考察菌剂和腐熟堆肥对联合堆肥的促进作用.结果表明,...     

白腐菌应用于堆肥处理含木质素废物的研究

白腐菌对木质素具有较强的降解能力。通过在含大量木质素的模拟垃圾堆肥中采取添加白腐菌菌剂与不添加该菌剂2组实验对比,在相同堆肥处理条件下,接种菌剂的堆肥中木质素总量由274988mg降至15438mg,降解率达4386%,远高于未接种菌剂的堆肥中木质素的降解率,表明白腐菌可有效用于含木质素废弃物的堆肥处理,并有望于加速堆肥腐熟,提高堆肥效率。     

复合微生物菌剂强化堆肥技术研究

采用复合微生物菌剂对生活垃圾的接种堆肥技术进行了实验研究。通过测定堆肥过程中反应器出口O2、CO2与H2S气体浓度及对堆肥样品扫描电镜照片分析，比较了3个接种组与1个对照组中堆料中微生物总数变化、种群结构演替及堆肥腐熟速度。试验结果表明，在原料成分为：生活垃圾／成熟堆肥=80／20，有机物约为60％，初始含水率为55％，初始C／N-30时，对于不同接种量的复合微生物接种系统堆料中分别接种0．2％、0．3％、0．5％(质量百分含量)，与加入0．3％灭活菌的对照组进行对比实验，接种复合微生物菌剂堆肥系统不仅微生物总数高于对照组，而且其种群结构合理，能明显提高堆肥效率，有效控制臭气的产生，提高堆肥腐熟度。     

产漆酶血红密孔菌对城市污泥堆肥过程中有机氯农药的降解效应

为降低城市污泥堆肥中有机氯农药对环境的影响,实验室通过外加热源提供堆肥环境温度条件,并在不同堆料中接种不同剂量的产漆酶血红密孔菌,研究不同处理下产漆酶血红密孔菌对污泥中HCH、DDT和HCB的降解性能的影响。结果表明,供试血红密孔菌对3种有机氯农药的降解有明显的促进作用。未接种菌剂情况下,高温堆肥本身对HCH、DDT和HCB的降解率分别为51.1%、43.6%和63.4%;接种1%菌剂时,HCH、DDT和HCB比未接种堆料降解率分别提高了16.2%、34.6%和21.7%;接种3%菌剂时,HCH、DDT和HCB比未接种堆料降解率分别提高了41.1%、34.6%和20.1%。供试菌剂对DDT的降解效果最好,且DDT和HCH的降解能力与接种量大小呈正相关。此外,供试菌剂剂量大小对HCH不同异构体和DDT不同衍生物降解效果也不尽相同。     

白腐菌应用于堆肥处理含木质素废物的研究

白腐菌对木质素具有较强的降解能力。通过在含大量木质素的模拟垃圾堆肥中采取添加白腐菌菌剂与不添加该菌剂2组实验对比，在相同堆肥处理条件下，接种菌剂的堆肥中木质素总量由27498．8mg降至15438mg，降解率达43．86％，远高于未接种菌剂的堆肥中木质素的降解率，表明白腐菌可有效用于含木质素废弃物的堆肥处理，并有望于加速堆肥腐熟，提高堆肥效率。     

不同菌种组合对发酵残余物好氧堆肥进程及氮素变化的影响

适宜菌剂组合对于初始电导率(Electronic conductivity,EC)较高的发酵残余物二次干化腐熟效果具有重要影响。通过在发酵残余物(猪场沼渣、城市生活污泥)好氧发酵过程中添加不同菌种组合,研究堆肥腐熟指标变化,特别是不同形态氮素指标变化,以期更好提升发酵残余物的干化和腐熟程度。结果表明:F3菌剂组合处理高温期达16 d,最高温度为69.5℃,最早进入腐熟阶段,全氮损失比例最少,为8.72%;对照组在高温期(14 d、69.3℃)及全氮损失比例(9.21%)指标上仅低于F3处理组,表明自然堆体存在耐盐菌种;在促进堆肥腐熟效果方面,霉菌起着关键的作用,堆肥后期酵母菌的存在促进堆体腐熟度的提升;菌种比例和种类的合理设置对于堆体腐熟度提高的重要性要高于活菌添加量;在堆肥保氮过程中,真菌(霉菌和酵母菌)起着重要作用。F3处理(即芽孢杆菌∶霉菌∶酵母菌=1∶2∶2),是实现发酵残余物快速高效堆肥的理想菌剂配方,其他复配菌种组合保氮效果改良侧重点各不相同。     

辅料添加对厨余垃圾生物干化产品燃烧热特性的影响

为达到降低厨余垃圾含水率,使其可作为垃圾衍生燃料进行燃烧的目的,选择玉米秸秆和木本泥炭2种辅料与厨余垃圾进行联合生物干化,研究了辅料添加对厨余垃圾生物干化产品燃烧热特性的影响,以不添加任何辅料的厨余垃圾单独进行生物干化作为对照处理,生物干化周期为21 d。结果表明:单独进行厨余垃圾生物干化时挥发性固体(VS)降解率最高,添加木本泥炭处理时VS降解率最低;对照处理对VS降解损失主要的贡献组分为淀粉、纤维素和脂肪,然而,对于添加玉米秸秆和木本泥炭的处理,纤维素、半纤维素和淀粉是VS降解损失主要的贡献组分。随着生物干化反应的进行,物料的燃烧速率和燃烧率均降低,同时燃烬点推后,但燃点基本保持不变。其中,添加木本泥炭的处理燃点最高,燃烬点最低,燃烧率最高。各处理物料燃烧一级动力学方程拟合效果较好(R~2=0.86～0.97)。生物干化过程使厨余垃圾单独处理第2失重段反应变难,第3失重段反应变易。然而,对于添加辅料的处理,生物干化过程使第2失重段反应变易,第3失重段反应变更难。总体而言,生物干化过程使各处理的表观活化能(E_m)降低了15.9%～29.4%,使得厨余垃圾的燃烧更加容易。以上研究结果可为厨余垃圾燃料化处理提供参考。     

基于破碎处理的家庭厨余垃圾减量及其对下水的影响

在对我国家庭厨余垃圾的组成及性质、污水管道设计、污水处理厂运行状况的调查研究基础上,初步探讨了基于厨房垃圾粉碎机的家庭厨余垃圾减量及其对下水系统的影响。家庭厨余垃圾生成量(湿重)平均为152 g/(人·d),其中易降解的蔬菜水果垃圾占到77.8%。家庭厨余垃圾的COD∶TN∶TP=400.9∶4.7∶1,可能导致污水处理厂的总COD、TN、TP和氨氮理论提高量分别为66.70、0.86、0.18和0.43 mg/L,会在一定程度上缓解我国污水处理厂碳源不足的现状。厨房垃圾粉碎机使用后,人均用水最大增加量为1.5 L/(人·d),破碎时间短基本介于1~3.5 min之间。破碎后的厨余垃圾颗粒含水率高,密度略大于水,其在管道中起动的临界流速为0.02 m/s远小于0.6 m/s,故因厨房垃圾粉碎机使用引起的污水管网堵塞的可能性小。     

城市污泥与水葫芦堆肥性质变化规律

采用仓式好氧堆肥方法,研究了不同比例的城市污泥和水葫芦混合物料堆肥过程中各项评价参数(温度、含水率、pH、有机质和总氮)的变化规律。结果表明:堆肥过程中,堆体温度、含水率变化过程为先上升,再下降;堆体的pH和总氮变化过程为先降低再升高,最后趋于稳定。有机质含量在堆肥48 h内迅速下降,之后缓慢下降。对小堆体,大风量更有利于有机质的降解,但不利于氮素的保存。当m(污泥)∶m(水葫芦)为4∶1时的堆肥效果要优于m(污泥)∶m(水葫芦)为2∶1时的堆肥效果。     

外源菌剂对餐厨垃圾和污泥联合堆肥酶活性及微生物的影响

以餐厨垃圾和污泥(质量比1∶1)混合物为底物,以不接种微生物为对照,以添加外源菌剂和腐熟堆肥为两个处理,研究外源菌剂对联合堆肥过程中酶活性和腐熟期微生物的影响。结果表明,外源菌剂可促进堆体升温并延长高温期,可显著提高纤维素酶、过氧化氢酶、脲酶、蛋白酶的活性,4种酶的峰值分别为377.294 U/g、83.107 mL/(g·h)、0.763 mg/(g·d)和147.411 U/g。采用高通量测序技术分析发现,添加外源菌剂降低了腐熟期细菌、真菌的群落多样性,但提高了真菌群落丰富度。门水平上,各堆体细菌和真菌的优势群落种类差异较小,仅相对丰度变化较大;属水平上,添加外源菌剂使堆体中优势细菌占比更均匀,优势真菌主要为土壤伊萨酵母菌(Issatchenkia)、念珠菌(Candida)、未分类真菌(Unclassified Fungi)等。采用FAPROTAX工具对细菌功能分组,各堆体相对丰度较高的功能菌以化能异养、有氧化能异养、硝酸盐还原等为主,然而添加外源菌剂和腐熟堆肥使芳香族化合物的降解功能菌相对丰度分别提高了8.0倍、7.4倍。     

微生物菌剂和鸡粪对蔬菜废弃物堆肥化处理的影响

由于我国缺乏适用的蔬菜废物循环利用技术,致使蔬菜产地的生产废物难以处理与再循环利用而被弃置。为获得适用的蔬菜废物堆肥化处理技术,本研究以小麦秸秆为水分调理剂,并分别以鸡粪和微生物菌剂为接种剂,在初始物料含水率65%和C/N为25的条件下,设置了V1(蔬菜残体+小麦秸秆)、V2(V1+鸡粪)、V3(V2+微生物菌剂)和V4(V1+微生物菌剂)等4个处理,通过测定4个不同堆肥处理对温度、含水率、C/N比以及发芽指数(GI)等指标的影响。结果表明:同时加入微生物菌剂和鸡粪的处理(V3)可使堆肥最高温度达到67.5℃,且水分脱除效果最好,最终产品的含水率是最低的;鸡粪也是较好的接种剂,提升堆肥温度且能缩短堆肥周期;发芽率指数(GI)的结果显示,4个处理之间的堆肥腐熟成度为V3>V4>V2>V1,这进一步表明,添加微生物菌剂和鸡粪可降低堆肥产品对后茬植物发芽和生长的不良抑制。     

不同填充剂及复合微生物菌剂对蓝藻堆肥效果的影响

为了研究不同填充剂以及复合微生物菌剂对蓝藻堆肥效果的影响，本实验利用锯末、稻壳、麸皮和米糠为填充剂接种堆肥菌剂与蓝藻进行室内模拟堆肥，设置了稻壳、麸皮为填充剂不加菌剂作对照组，分析了pH值、总碳(TC)、总氮(TN)、碳氮比（C/N）、种子发芽指数(germination index,GI)的动态变化。堆肥结束时处理组麸皮的TC降低了90.43 g/kg，TN增加了1.85 g/kg，C/N降低到13.46，GI升高到73.98%，这都说明麸皮作为填充剂混合蓝藻堆肥的效果较好；添加复合微生物菌剂后，处理组稻壳(60.98%)、处理组麸皮(73.67%)的GI分别比相应的对照组升高了11.02、19.84个百分点，这说明复合微生物菌剂对蓝藻堆肥有促进作用。     

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     

接种外源微生物菌剂对香蕉茎秆堆肥的影响

为了研究接种外源微生物菌剂对香蕉茎秆堆肥的影响,本实验采用高温好氧堆肥技术,设计了对照（不接菌）、接种白腐菌及棱盖多孔菌3个处理,探讨了不同处理堆肥过程中堆体温度、水分、pH值、电导率、有机碳、C/N、发芽指数及堆肥质量的变化情况。结果表明,接种微生物菌剂处理的温度均高于对照,且高温期持续时间相对较长,以接种白腐菌处理的高温持续时间最长;接种外源微生物菌剂对堆肥含水率、pH、EC、全碳、C/N变化影响不大;与对照相比,接种白腐菌可增加全氮及全钾的含量,有利于提高堆肥产品质量;接种白腐菌处理在36 d（GI〉50%）就达到腐熟,比对照提前8 d腐熟,明显缩短堆肥腐熟时间;而接种棱盖多孔菌处理比对照推迟10 d腐熟,共需54 d不利于香蕉茎秆堆肥的进行。     

水葫芦与厨余垃圾混合好氧堆肥中氮素变化及对腐熟度的影响

通过采用间歇式好氧动态堆肥工艺，对厨余垃圾与添加水葫芦的厨余垃圾进行堆肥实验，探讨堆肥进程中全氮、氨基酸态氮、蛋白质的变化及对腐熟度的影响。结果表明，全氮含量在堆肥后期有所提高，分别由1.76%和2.23%提高到3.64%和2.67%；氨基酸态氮含量与微生物活性显著负相关；添加水葫芦使堆体温度提高，促进了蛋白质的快速降解；堆肥中N素是影响种子发芽的主要因素；添加水葫芦能够促进堆肥的腐熟。     

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。     

厨余垃圾堆肥间歇通风方式的可行性研究

以好氧堆肥成熟的通风方式连续通风为参考,研究了对厨余垃圾好氧堆肥采用间歇通风方式的可行性。结果表明,厨余垃圾好氧堆肥采用间歇通风方式的温度和O2体积分数变化规律与连续通风方式基本一致。腐熟度指标pH、电导率(EC)和发芽率指数(GI)均能达到厨余垃圾好氧堆肥的要求。但是间歇通风不但可以减少鼓风时间,节约成本,而且能够显著降低NH3、N2O的排放,提高总碳(TC)、总氮(TN)的积累,从而提高堆肥产品品质。因此,建议厨余垃圾好氧堆肥过程采用间歇通风方式。     

用于填埋场恶臭气体控制的微生物除臭剂筛选及其除臭机制研究

从上海市老港垃圾填埋场的污泥和垃圾渗滤液中分离筛选得到数株具有较强除臭能力的菌株,并制成复合微生物除臭剂,考察了该除臭剂对污泥和垃圾释放NH3以及恶臭气体浓度等的去除效果,并结合聚合酶链式反应(PCR)-变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术对该除臭剂的微生物群落结构进行分析,初步探究其除臭机制。结果表明:(1)实验室小试时,48h,复合微生物除臭剂对污泥释放NH3的去除率维持在30%~45%,对垃圾释放NH3的去除率维持在25%~35%,去除效果好于EM菌剂。(2)污泥中转码头100t污泥中试试验表明,在复合微生物除臭剂投加量为0.5t条件下,24h后复合微生物除臭剂对NH3的去除率达到37.5%,恶臭气体浓度下降了19.1%。(3)PCR-DGGE结果显示,复合微生物除臭剂的优势菌种为产碱杆菌、芽孢杆菌和显核菌,与EM菌剂差异较明显,且Shannon-Wiener多样性指数明显高于EM菌剂。其除臭机制可能为化学吸收与微生物降解、抑制的联合作用除臭。