添加腐熟污泥对生活垃圾堆肥氮素转化与损失的影响

研究添加腐熟污泥对垃圾好氧堆肥过程中氮素转化与损失的影响,实验设置生活垃圾与腐熟污泥质量比分别为1∶1、2∶1和4∶1,以单独生活垃圾为对照,主要监测堆肥过程中固相(TN、氨氮、硝态氮和亚硝态氮)和气相(NH_3和N_2O)中氮素转化规律。结果表明:与单独生活垃圾相比,生活垃圾与腐熟污泥比例为1∶1和4∶1时,有机氮与TN损失明显减少;至堆肥结束4组堆体铵态氮与硝态氮相较于堆肥初期均有不同程度提高,其中4∶1组铵态氮与硝态氮提高最多,分别为32.3%和86.1%;亚硝态氮含量在整个堆肥过程中一直处于下降趋势;腐熟污泥的添加使物料堆肥过程中氨气和N_2O的释放量随着腐熟污泥添加量的增加而减小。总体而言,由于腐熟污泥对氨气良好的吸附性能和其含有的大量亚硝酸盐氧化菌,加入堆肥后减少反硝化途径N_2O的产生,从而减少生活垃圾堆肥过程中氮素损失和温室气体的释放。     

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℃.     

一种新型可控堆肥反应器系统的快速厌氧堆肥研究

采用自制的好厌氧堆肥综合反应器系统进行厌氧堆肥实验。堆肥物料质量比为:污泥∶木屑∶聚丙稀酸钠(PAAS)=1∶0.15∶0.01,活性干酵母粉以50 mL/5 g的比例用5%生理盐水稀释后,按照5 g酵母粉/kg物料的比例掺入上述混合堆料中。研究表明,采用新型反应系统用于厌氧堆肥,能在21 d内完成一个堆肥周期,且堆肥过程各指标变化规律性强,堆肥效果稳定。     

利用污泥熟肥作为高含水率污泥堆肥调理剂

采用静态强制通风好氧堆肥的方法,以木屑作为对比,考察了利用污泥熟肥作为调理剂对污泥堆肥过程的影响。结果表明,与以木屑作为调理剂的污泥堆体(对照组)相比,以污泥熟肥作为调理剂的污泥堆体(实验组)升温快,高温阶段(>50℃)持续时间长达10 d,满足粪便无害化卫生标准的要求,而对照组仅持续了2 d;实验组腐熟的堆肥含水率从60%降到39%,下降了21%,pH维持在7.5～8.5范围内,微生物活性较强,而对照组含水率仅下降15%,pH始终低于7.5;实验组种子发芽指数(GI)在第14天就回升到80%以上,基本上去除了植物毒性,而对照组GI在第22天才回升到50%。总体而言,污泥熟肥能显著改善堆肥中微生物的微环境,促进有机物的降解,缩短堆肥腐熟时间,是一种优质的调理剂。     

接种菌剂对城市污泥生物干化过程中干化效果和氮素转化的影响

以广州某污水处理厂压滤污泥为原料,木屑为调理剂,添加接种菌剂和碳源,采用间歇强制通风方式进行了周期8 d的生物干化实验,研究了不同接种菌剂量对生物干化过程中温度、含水率、pH、挥发分以及氮素形态转变的影响。实验共设4组,接种菌剂添加量分别为0、2‰、4‰和6‰,其他条件相同。实验结果表明,在接种菌剂添加量为4‰时,综合生物干化效果最好。堆体温度和pH在初期升高最快,含水率降低到51.73%,挥发分降低到42.04%。在氮素转化方面,污泥中的氮素在初期最容易向氨氮转化,而后期则较多的向硝氮转化。污泥的总氮含量从40.3 g/kg降低到27.6 g/kg,氮损失率为31.51%。     

超声强化好氧堆肥结合蚯蚓处理对污泥营养成分的影响

将超声预处理、好氧堆肥及蚯蚓处理相结合,对污水处理厂剩余污泥(添加水稻秸秆作为调理剂)进行处理,探讨了污泥的腐熟过程和营养成分的变化规律。结果表明:在好氧堆肥阶段,腐殖化系数(HA/FA)上升速度较慢,结束时HA/FA平均值未达到腐熟标准;加入蚯蚓后,HA/FA上升速度加快,蚯蚓处理结束时平均值为2.04,达到了腐熟标准。蚯蚓处理使堆肥产品的碱解氮、速效磷和速效钾含量显著增加,与好氧堆肥结束时相比,蚯蚓处理后的碱解氮、速效磷、速效钾的平均增长率分别达到70.66%、188.04%、60.94%。     

生物表面活性剂在城市污泥静态强制通风好氧堆肥中的作用

采用静态强制通风好氧堆肥模式对城市剩余污泥进行堆肥降解,并研究了生物表面活性剂鼠李糖脂对堆肥过程的作用。结果表明,堆肥过程中,添加了质量分数为0.015%鼠李糖脂溶液堆制处理和空白对照堆制处理的堆温变化都明显呈现出中温期0～5 d、高温期6～12 d和降温期13～28 d 3个阶段。实验组比空白组的堆体升温快、高温期持续时间长、堆体的含水率高。鼠李糖脂的添加,使实验组的微生物数量高于空白组。添加鼠李糖脂的堆体和空白堆体的种子发芽指数(GI)在堆肥结束时分别为53.70%和50.80%,说明鼠李糖脂促进了堆肥的腐熟,但由于相对浓缩效应,堆肥产品的重金属含量略高于空白堆体。生物表面活性剂的介入促进了堆肥中木质纤维素的初步降解。研究表明,添加鼠李糖脂能够改善堆肥处理的微环境,促进有机质降解和堆肥的腐熟。     

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。     

环境温度对污泥堆肥过程的影响

在不同的环境温度下 ,采用强制通风静态仓污泥堆肥中试实验系统进行了五种调理剂的污泥堆肥实验。结果表明 :环境温度对污泥堆肥过程的堆体温度有影响。在寒冷的冬季 (气温范围为 -1 4～ 5.0℃ ,平均气温为 -5.1℃ ) ,污泥堆肥的堆体中层温度能顺利达到设定温度( 60℃ ) ,并能保持一段高温期 (约 9d) ,堆肥产品达到了无害化国家标准。在污泥堆肥过程 ,不必对堆料的 pH值进行调整。     

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。     

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%.     

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.     

分选垃圾、菜市场垃圾和腐熟污泥混合堆肥过程中氮素转化和损失研究

设计了两组高温堆肥实验,A组分选垃圾和腐熟污泥按质量比1∶1混合,B组分选垃圾、菜市场垃圾和腐熟污泥按质量比1∶1∶1混合。结果表明:A、B两组的堆体温度大于55℃的时间均不低于3d,满足卫生学要求,能够实现无害化处理,B组堆体高温持续时间比A组长近10d。堆肥过程中,A、B两组堆体TN和有机氮总体逐渐降低,氨氮先增加后减少,硝态氮则一直上升;A、B两组堆体N2O的释放主要集中在堆肥前期,堆肥前7天N_2O的释放量均达到总量的90%以上,堆肥过程中B组的氮素损失率为30.65%,低于A组的氮素损失率(48.02%)。     

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。     

添加腐熟污泥对生活垃圾堆肥物料理化性质及温室气体释放规律的影响

研究了添加腐熟污泥对生活垃圾堆肥物料理化性质及温室气体释放规律的影响。结果表明:(1)在生活垃圾中添加腐熟污泥进行堆肥,可降低堆肥物料的含水率,缩短整个堆肥周期;添加腐熟污泥还可以缓解堆体的酸化程度,促进有机质的降解,使C/N更适合微生物的生长和繁殖。(2)CO_2和CH_4两种温室气体的释放主要集中在堆肥高温期,CO_2释放量随腐熟污泥添加量的增加而增加,而CH_4释放量随腐熟污泥添加量的增加而减少。     

厌氧氨氧化菌接种污泥的选择培养过程研究

厌氧氨氧化菌的2种不同接种污泥培养实验表明,厌氧消化污泥和好氧硝化污泥均可成功启动厌氧氨氧化过程.接种厌氧消化污泥比好氧硝化污泥培养的厌氧氨氧化菌启动快,但后者去除效果较好.接种好氧硝化污泥的反应器的厌氧氨氧化速率随着氨氮基质进水浓度的增加呈线性增加.进水氨氮浓度为280 mg/L时的氨氮平均去除率达91%;而接种厌氧消化污泥的相应氨氮平均去除率仅为52%.厌氧氨氧化过程以接种好氧硝化污泥来启动为宜.     

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NH+ 4 N含量的影响显著。一次发酵中 ,堆料平均温度高于 4 0℃ ,硝化作用受到强烈抑制 ;二次发酵后期 ,由于NH+ 4 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     

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。     

厌氧-好氧颗粒污泥SBR处理城市污水的中试研究

采用中试规模的厌氧-好氧交替式颗粒污泥SBR处理实际城市污水,研究了好氧颗粒污泥的培养过程、处理效果及颗粒污泥的特性。以絮状活性污泥为接种污泥,经过72 d的培养后,反应器内出现小粒径颗粒污泥。在随后的230 d运行实验中,通过调整曝气阶段的溶解氧浓度、排水体积交换率以及周期运行方式,使得反应器中颗粒污泥粒径和比例逐渐增加。在最佳工况运行条件下,反应器中污泥浓度为3 000～4 000 mg/L,SVI值为45～55 mL/g,对COD、氨氮、总氮和总磷的平均去除率分别为91.63%、74.02%、68.42%和96.41%,达到了同时脱氮除磷的效果。     

投加方式和通风速率对脱水污泥堆肥效果的影响

为了在降低能耗的前提下获得更高的污泥堆肥效率和提高堆肥产品质量,利用梨形筒式好氧堆肥反应器,设置2种物料投加方式和3种通风速率,研究堆肥过程中温度、含水率、总氮以及发芽指数(GI)的变化特性。结果表明,与间歇式堆肥相比,连续式堆肥可以显著提高堆体温度和堆体腐熟度,降低堆体含水率及缩短腐熟期,但氮素损失也显著增大(P0.01);连续式堆肥的处理效率是间歇式的2.11倍,能耗降低了52.60%。通风速率为1.95 L·min~(-1)的连续式堆肥,堆体维持高温时间最长,且最终温度稳定在较高温度47~48℃,堆末含水率最低,氮素损失处于三者的中间水平,腐熟期最短。综合分析,在通风速率为1.95 L·min~(-1)的连续运行方式下,梨形筒式反应器用于污泥稳定高效堆肥是可行的。