堆肥腐熟度的研究进展

评价腐熟度是有关堆土地安全利用最重要的问题之一，腐熟度指标可分为三类，物理学指标，化学指标及生物学指标，物理学指标易于检测，常用于描述堆肥过程所处的状态；化学指标得到了广泛研究和应用，堆肥过程是一个生物过程，腐熟度与未腐熟堆肥中植物毒性物质有关，可采用生物学方法进行了评价，现在没有一种公认的堆肥腐熟度指标。采用化学和生物指标综合评价腐熟度是目前最为常用的评价方法。     

外源酶对秸秆堆肥进程的影响及腐熟度模糊评价

为探讨外源酶制剂对秸秆堆肥腐熟进程的影响,通过模拟堆肥试验研究了分别添加纤维素酶、蛋白酶,以及纤维素酶与蛋白酶混合添加情况下堆肥各项指标的动态变化规律,并利用模糊综合评价法对堆肥腐熟度进行了评价.结果表明,纤维素酶与蛋白酶配合使用对堆肥中纤维素的降解及氮素释放都有较强的促进效果,与对照处理相比,纤维素含量降低了14.9%,C/N降低了18.4%,发芽指数提高了6.0%;单施外源纤维素酶主要是促进了纤维素类物质降解速率,显著提高了发芽指数;单施外源蛋白酶则显著促进了含氮物质的分解,铵态氮及硝态氮含量提高;通过对E4/E6、NH+4-N、NO-3-N、C/N、发芽指数等指标进行模糊综合评价,得出纤维素酶与蛋白酶的配合使用对于促进堆肥腐熟效果最佳,其次是纤维素酶堆肥和蛋白酶堆肥,常规堆肥腐熟程度最低.可见,纤维素酶与蛋白酶配合使用对堆肥腐熟有更好的促进效果,可以推测外源纤维素酶和蛋白酶对于促进堆肥腐熟具有协同作用.     

模糊综合评价法判别堆肥腐熟度研究

对堆肥腐熟程度的评估方法作了研究，首次提出以模糊数学为基础，综合表观指数、碳氮比降解率、平均耗氧速率、微生物量、氨氮变化率等指标的模糊评估法。结果表明，该法全面、简便，有效地量化了堆肥的腐熟度。     

翻堆策略对猪粪沼渣好氧发酵特性的影响

为探究翻堆对好氧发酵过程及产品理化性质的影响,明确沼渣好氧发酵的最佳翻堆策略,开展7组不同翻堆时间和频率的猪粪沼渣好氧发酵试验,分别在好氧发酵高温中、后期和降温前、中、后期进行翻堆1次、2次或3次,对好氧发酵过程中的理化性质和腐熟指标进行分析评价。结果表明:翻堆可延长好氧发酵高温期,加快降温期的降温速度。在高温期和降温期进行翻堆2~3次,能够更有效促进可挥发性固体的降解,提高产品腐殖化程度和种子发芽指数。综合好氧发酵过程的无害化和腐熟度指标,最佳翻堆策略是在高温期后期、降温期中期（T2）和高温期中期、降温期前期（T3）进行翻堆2次。此外,经翻堆处理后好氧发酵20 d即可达到腐熟,因此可将发酵周期缩短至20 d。     

响应曲面法优化沼渣混合物料堆肥配比研究

基于主成分分析,以WSC/WSN、E4/E6、NH4＋-N/NO3－-N、GI作为混合堆肥腐熟程度的判别指标体系,建立综合评价函数,确定综合评价值F,用于表征混合堆肥腐熟度.采用Box-Behnken设计,以F值为响应值,沼渣量、猪粪量、鸡粪量为3因素,设计了15组堆肥试验,建立二次多项数学模型,从腐熟度的角度确定沼渣、猪粪、鸡粪混合堆肥的最佳配比.结果表明:沼渣量、猪粪量、鸡粪量对响应值F影响的显著性顺序为:鸡粪量>沼渣量>猪粪量;鸡粪量一次项、沼渣量二次项达到极显著水平(P<0.01);沼渣量和鸡粪量的交互项、鸡粪量二次项达到显著水平(P<0.05);优化出的混合物料堆肥沼渣、猪粪、鸡粪最佳质量配比为5.83:7.95:7.54.由此可见,响应曲面法用于混合堆肥物料配比优化具有可行性.     

有机固体废弃物堆肥的腐熟度参数及指标

腐熟度参数及其指标是评价堆肥过程及堆肥产品质量的重要尺度,本文综述了关于腐熟度的表观分析法、化学分析法、波谱分析法及植物生长分析法等４类评价方法和各种腐熟度参数及指标。     

辅料添加对厨余垃圾快速堆肥腐熟度和臭气排放的影响

为提高厨余垃圾快速堆肥腐熟度并减少处理过程中臭气(NH_3和H_2S)的排放,以玉米秸秆、稻壳、锯末和菌糠作为辅料,基于湿基质量的15%分别添加到厨余垃圾中进行堆肥试验,并以纯厨余垃圾堆肥作为对照,研究了不同辅料添加对厨余垃圾堆肥腐熟度及NH_3和H_2S排放的影响.结果表明:除纯厨余垃圾处理以外,其他处理都达到了腐熟堆肥的要求,其中添加菌糠的处理腐熟效果最好,发芽率指数(GI)相比对照大幅提高;添加辅料对NH_3和H_2S的减排效果明显,其中,菌糠添加对NH_3的减排效果最好,相比对照可减排53.6%,锯末对H_2S的减排效果最佳,相比对照可减排84.08%;厨余垃圾堆肥时添加辅料有利于氮素和硫素的固定,其中添加辅料菌糠的固氮效果最好,总氮损失仅占初始总氮的8.7%;添加玉米秸秆总硫损失最少,仅占初始总硫的2.05%.     

添加剂对厨余垃圾堆肥中H_2S和NH_3排放的影响

以大类粗分后的厨余垃圾为研究对象,玉米秸秆作为调理剂,以不添加菌剂的处理作为对照(CK),以添加腐熟堆肥、鼠李糖脂和固体专用菌剂为3个处理,研究菌剂添加对厨余垃圾堆肥过程中H_2S和NH_3排放的影响。研究结果表明:菌剂添加促进了堆肥腐熟;添加腐熟堆肥更能有效地降低厨余垃圾堆肥过程中H_2S排放,而鼠李糖脂的添加更能有效控制NH_3的排放。从恶臭气体控制、堆肥腐熟并结合H_2S和NH_3的检知嗅阈,优选腐熟堆肥作为厨余垃圾堆肥过程中实现H_2S和NH_3同时减排的添加剂。     

城市污水污泥堆肥控制因素和腐熟度评价

堆肥化处理是城市污水污泥减量化、无害化和资源化的一种较为理想的处理方法,通过有效控制通风量、初始含水率、温度、C/N比、pH值和辅料的选择等影响因素,可以最终解决污泥的处置和利用问题,因此合理调整控制因素是污泥堆肥化处理的关键。国内外的腐熟度评价指标和方法很多,但目前仍未形成一种公认的腐熟度指标,国内以李承强等的堆肥腐熟度指标应用最为普遍,它把堆肥腐熟度指标划分为物理学指标、化学指标和生物学指标,腐熟度评价方法的正确选择和评价指标的合理确定将为污泥堆肥产品的农田利用提供强有力的技术支持。     

厨余垃圾、猪粪和秸秆联合堆肥的腐熟度评价

以厨余垃圾、猪粪和玉米秸秆作为堆肥原料,采用好氧堆肥的方法,探讨了厨余垃圾和猪粪、秸秆联合堆肥对腐熟度的影响。结果表明:从温度、pH、电导率(EC)、腐植酸光学特性(E4/E6)、固相C/N和发芽率指数(GI)来看,只有厨余垃圾单独堆肥的处理没有达到腐熟的要求,其余3个处理均达到腐熟。所以厨余垃圾、猪粪和秸秆联合堆肥可以更好地实现废弃物的无害化,促进堆肥腐熟。     

评估固体废弃物堆肥腐熟和稳定的研究

用化学方法、生物活性及植物毒性分析等技术，从腐熟和稳定两个方面对堆肥成熟的评估方法作了综述，推荐了几种常用，有用的评估堆肥腐熟和稳定的方法，包括微生物、ＣＯ２的产和玫Ｏ２的吸收、植物发芽实验、水溶性有机Ｃ／Ｎ比和腐殖质等化合物的组分的变化，随着分析技术和微生物技术发展，先进、快捷的堆肥评估方法，不断出现，堆肥的生产和使用者可根据实际情况，选择合适的评估方法     

属性识别理论在综合评价城市污泥堆肥腐熟度中的应用

基于属性识别理论,以含水率、挥发固体、粪大肠菌值、发芽指数作为腐熟程度的判别指标体系,并根据信息熵客观计算权重,建立属性识别模型,并用此模型综合评价城市污泥堆肥的腐熟度.实例应用表明,属性识别理论应用于污泥堆肥腐熟度的评价是可行的,而且评价结果比较合理.     

城市污泥与猪粪混合堆肥过程中湿度空间变异

对城市污泥与猪粪混合堆肥过程中堆体内湿度的空间变异性进行了研究 ,利用克里格法对湿度进行最优插值 .结果发现 :不同堆肥期湿度半变异函数在堆体水平方向上用对数函数拟合效果较好 ,在垂直方向上用线性函数拟合效果较好 .升温期、降温期和腐熟期各剖面的等湿线呈不同的分布特征 ,高温期呈较规则的“拱形”分布 .升温期、高温期及腐熟期 ,仓门附近的湿度变化较大 ,降温期堆体中轴线附近的湿度变化较大 .升温期堆体湿度最佳 ,从高温期开始 ,堆体中下部出现高湿区 ,且不断缩小 ;同时 ,堆体的顶部和两侧壁出现低湿区 ,且向堆体的中下部扩大 .由升温期到降温期 ,湿度空间变异不断增大 ,但腐熟期开始减小 .最后讨论了形成湿度空间变异的原因 ,并提出相应提高堆肥效率和质量的措施 .     

屠宰场污泥堆肥效果及其影响因素实验研究

对宜宾县城周边屠宰场污泥进行堆肥实验,以种子发芽指数作为参考指标,重点考察了温度、添加菌剂、填充料、堆体尺寸、初始p H值、碳氮比以及初始含水率对堆肥腐熟程度的影响。结果表明:堆肥温度随时间呈现先升后降的趋势,约在第13天达到最大值,且高温区达到60~70℃堆肥效果最佳;添加活性菌剂,能大大提升有机物降解能力,缩短堆肥时间并提高肥效;以锯末作为填充料对堆肥的促进作用最为明显;为促使污泥快速腐熟,应控制初始p H值在7.5左右、碳氮比(C/N)为25左右、初始含水率为55%。该研究为实现屠宰场污泥无害化利用提供了参考。     

不同物料堆肥腐熟度评价指标的变化特性

为探讨工厂化好氧堆肥的堆肥周期及腐熟度评价体系,提高工厂堆肥效率,选取上海地区不同来源典型的9种物料,采用工厂化工艺进行堆肥试验,对堆体的温度、含水率、pH、C/N、w(OM)、ρ(NH₄+-N)、ρ(NO₃--N)、ρ(DOC)、ρ(DOC)/ρ(DON)及GI(种子发芽指数)腐熟度评价指标变化规律进行研究. 结果表明:堆肥腐熟度受多方面因素影响,T〔(C/N)终点/(C/N)起点)〕与w(OM)、ρ(NH₄+-N)、GI、ρ(DOC)/ρ(DON)之间相关性显著,T、ρ(NH₄+-N)、GI 3个指标能准确有效地判断堆肥腐熟情况,堆肥结束后T在0.50~0.59之间,ρ(NH₄+-N)为301~346 mg/L,GI为81.31%~91.03%. 不同物料堆肥腐熟难易程度不同,通过聚类分析将9种物料分为5类:第1类,厨余、杂草、生活垃圾、园林垃圾;第2类,果蔬、污泥;第3类,秸秆;第4类,鸡粪;第5类,猪粪. 厨余、杂草、生活垃圾、园林垃圾、污泥、秸秆堆肥成分复杂较难腐熟,需要35 d达到腐熟标准;鸡粪及猪粪堆肥结构简单较易腐熟,29 d即可达到腐熟标准. 据此可适当将工厂化堆肥周期缩短为35 d.      

烟草废弃物快速堆肥过程中重金属Cd形态变化特征

以烟草废弃物为原料,活性土壤为载体建立堆体,研究重金属镉的形态变化,及堆肥过程中的动态变化规律。结果表明,烟草废弃物与活性土壤混合能快速腐熟。堆肥总质量下降,重金属镉含量相对增加。重金属镉的铁锰氧化态比例增加19%,有机结合态比例在堆肥升温阶段增加,腐熟后有所下降。残渣态比例大幅度上升,增加达到5倍,且在腐熟阶段增幅最大。说明堆肥处理有利于降低重金属镉的活性。     

含生物质炭城市污泥堆肥中溶解性有机质的光谱特征

以外源添加生物质炭的城市污泥堆肥过程中溶解性有机质(DOM)为研究对象,讨论了其紫外-可见和荧光光谱特征变化.结果表明:与对照组相比,外源添加生物质炭的处理其堆肥DOM的芳香性和腐殖化程度更高,有利于提高堆肥的腐熟度,且外源添加花生壳炭的处理较添加小麦秸秆炭的处理更有利于堆肥腐熟度的提高.外源添加花生壳炭的处理在堆肥21d后,其堆肥腐熟度可能达到峰值,而外源添加小麦秸秆炭的处理其堆肥腐熟度则随着堆肥时间的进行而增加.对照组和处理组堆肥DOM的FI>0.7,BIX>0.8,表明其来源为自生源,可能与微生物对有机物的降解有关.因此,通过对城市污泥堆肥过程中DOM的光谱特征分析,能较好地评估城市污泥堆肥腐熟度的情况.     

含生物质炭城市污泥堆肥中溶解性有机质的光谱特征

以外源添加生物质炭的城市污泥堆肥过程中溶解性有机质(DOM)为研究对象,讨论了其紫外-可见和荧光光谱特征变化.结果表明:与对照组相比,外源添加生物质炭的处理其堆肥DOM的芳香性和腐殖化程度更高,有利于提高堆肥的腐熟度,且外源添加花生壳炭的处理较添加小麦秸秆炭的处理更有利于堆肥腐熟度的提高.外源添加花生壳炭的处理在堆肥21d后,其堆肥腐熟度可能达到峰值,而外源添加小麦秸秆炭的处理其堆肥腐熟度则随着堆肥时间的进行而增加.对照组和处理组堆肥DOM的FI0.7,BIX0.8,表明其来源为自生源,可能与微生物对有机物的降解有关.因此,通过对城市污泥堆肥过程中DOM的光谱特征分析,能较好地评估城市污泥堆肥腐熟度的情况.     

通风量对厨余垃圾堆肥腐熟度和氨气排放的影响

以厨余垃圾和玉米秸秆作为堆肥原料,采用好氧堆肥的方法,探讨了不同通风量对堆肥氨气和腐熟度的影响。结果表明:从温度、pH、固相C/N、电导率(EC)和发芽率指数(GI)来看,只有A1处理的堆肥没有达到完全腐熟,其余2个处理均达到腐熟;从氨气的排放来看,通气量越小,NH3排放越少,氮的损失越低;反之,通气量越大,NH3挥发量越高,氮的损失越高。综合考虑堆肥无害化、最终产品的腐熟度、营养元素的保留以及动力成本,厨余垃圾堆肥(以添加质量为15%的玉米秸秆作为调理剂)的适宜通风量为0.2 L/(kg·min)。     

密闭式堆肥反应器中复合微生物菌剂对堆肥效果的影响

通过一套自制密闭式堆肥反应器系统,研究在一定的堆肥条件下,接种复合微生物菌剂对堆肥腐熟度、环境影响控制和产品质量等方面的影响。通过对堆肥温度、含水率、碳氮比(C/N)、发芽指数(GI)、氨气(NH3)排放浓度和微生物数量等指标的检测分析发现,接种复合微生物菌剂的处理组提前3.5~4.5h到达高温期,高温期持续时长多于对照3.8~4.0 d,氧气消耗快,堆肥腐熟速度快,腐熟程度高,氨气排放浓度平均低于不接种处理39%,有效地控制了臭气排放和氮素损失。认为在堆肥中接种复合微生物菌剂是解决我国目前堆肥腐熟时间过长、养分损失大、恶臭气体排放严重、环境影响严重等问题的有效途径。