静态垛好氧堆肥堆体中氧气浓度和耗氧速率的垂直分布特征

探讨堆体不同深度的氧气浓度和耗氧速率特征,对于改进堆体结构、改善堆肥工艺有重要意义.本文分析了猪粪好氧堆肥过程中,堆体不同深度氧气补充和消耗的特点及原因.在不同堆肥时期,通风充氧后,堆体各部位氧气浓度都可以恢复到17%～20.6%.停止通风后,堆体上部氧气浓度的减小速度比中、下部快,减小后氧气浓度较下部低,最低可至3%.随着堆肥的进行,停止通风后经过相同的时间,各部位通风前的氧气浓度逐渐升高,高温阶段中期以后,中、下部通风前的氧气浓度可以达到10%以上,氧气浓度的减小趋势也逐渐减缓.     

翻堆对强制通风静态垛混合堆肥过程及其理化性质的影响

为了了解翻堆对堆肥过程及理化性质的影响,开展了城市污泥、猪粪强制通风静态垛堆肥试验,试验共设4个处理,分别为升温期(3d)、高温期(10d)、降温期(20d)翻堆处理和不翻堆的对照处理.结果表明:翻堆处理能降低堆肥的挥发性固体含量,减轻其在堆体剖面的差异.升温期翻堆不利于堆体DOC含量的降低及腐熟度的提高.降温期翻堆会减小再次升温速率及其所达到的最高温度.升温期和降温期翻堆,虽然有利于堆体内湿度的均匀分布,但却会缩短高温持续时间、降低堆肥的减容率和脱水率.不同时期翻堆,堆肥的pH和EC有降低的趋势,但总体而言其影响并不是特别明显.在高温期翻堆的处理中高温期持续时间长达15d,堆体减容率高达29%,再次升温的升温速率和所达到的最高温度分别为4℃·d-1和60 5℃,且与其它处理相比,其堆肥的VS、DOC和湿度都较低,GI较大.由此试验表明,高温期翻堆的堆肥处理能提高强制通风静态垛堆肥的堆肥效率和质量.     

利用耗氧速率判断好氧堆肥腐熟度的探讨

在试验的基础上分析了利用耗氧速率判断堆肥腐熟度的可行性 .试验中堆肥高温阶段持续 6d以上 ,达到国家《粪便无害化卫生标准 (GB795 9 87)》的要求 .堆肥过程中铵态氮含量下降、硝态氮含量上升 ,1 1d后 ,堆肥DOC含量为 0 5 %左右 ,种子相对发芽率达到 80 %以上 ,表明堆肥达到腐熟 .升温阶段前期 ,耗氧速率呈迅速增加的趋势 ;升温阶段后期和高温阶段前期 ,耗氧速率维持相对稳定 ,高温阶段中期、末期耗氧速率开始下降 .相对发芽率验证表明 ,在堆肥高温阶段末期 ,耗氧速率下降到 1 0 0 μL·L-1 ·s-1 以下 ,此指标可以作为堆肥腐熟的标志 .以耗氧速率代替传统的测量堆肥的理化、生物指标来判断堆肥腐熟度不需要采样、分析等复杂手续 ,将以往的需要几天才能获得腐熟状况变为实时、在线监测 ,对堆肥技术的实际推广具有重要意义     

高温菌剂的添加时间对污泥堆肥指标影响研究

为研究高温菌剂对堆肥指标的影响,实验采用对照方法,分别设计了不加菌剂(1号)、在堆肥开始时加入常温菌(2号)和高温菌剂(3号)、在堆肥物料升温至45℃左右加入高温菌剂(4号)四种处理方式,探讨发酵过程中堆肥温度、水分、pH值、NH4+-N、总氮和有机质含量变化。结果显示:4号堆体升温是最快的,且4号堆体在各项堆肥指标上均明显优于其他三组。说明后加高温菌剂能够加快堆肥的升温速度,更好地促进有机物的降解,提高堆肥的最高温度,延长堆肥高温期,且能在一定程度上控制高温阶段pH,减少氮素流失,提高污泥堆肥效果。     

城市污泥堆肥过程中气温对堆体温度影响的模拟

在静态垛堆肥过程中,气温的变化会对堆体温度造成影响,这对堆肥过程中的堆体温度控制具有重要意义．但迄今为止,对此问题仍缺乏研究．本文引入小波分析方法对气温和堆体温度数据进行去噪和压缩处理,提取出气温波动引起的堆体温度波动信号,然后对气温波动信号和堆体温度波动信号进行分周期拟合,获得一一对应的振幅和相位差．结果表明,对于强制通风静态垛堆肥,气温波动对堆体下层（75cm）的影响最大,最大值为0．186℃,最小值为0．132℃,平均值为0．159℃;对中层（50cm）的影响最小,但随着堆肥进程的持续有增大的趋势;对上层（25cm）影响的最大值为0．105℃,最小值为0．065℃,平均值为0．085℃．从相位差上看,堆体中层（50cm）的相位差始终最大,在堆肥的降温期呈现明显减小的趋势;上层（25cm）的相位差随着堆肥进程的持续有明显增大的趋势;下层（75cm）的相位差在整个堆肥进程中呈缓慢升高的趋势．通过影响强度和相位差综合分析发现,堆体上层物料和下层物料在热量散失过程中可能存在两种不同的热交换机制,即上层物料以稳态热传导和自然对流为主,而下层物料则以非稳态热对流为主．     

不同通风方式对污泥堆肥的影响

采用2种通风方式和5种调理剂进行污泥堆肥,堆温均能顺利达到设定温度(60℃),并能保持一段高温期,堆肥产品的卫生学指标达到了无害化国家标准.同采用正压强制通风相比,采用自然通风与正压强制通风相结合方式,堆温上升迅速,能耗更低.但正压强制通风能加快堆料含水率的降低和有机质的降解.堆料含水率能极大地影响污泥堆肥过程,堆料的含水率不宜超过80%,在污泥堆肥过程中不必对堆料的pH值进行调整.     

城市污泥堆肥过程中H2S的释放动态及其控制策略

以城市污泥为对象，研究了不同堆肥原料配比对H2S释放的影响．结果表明，在堆肥过程中，尽管从释放H2S浓度的动态变化来看存在一定的波动，但总体趋势是：降温期〉高温期〉升温期．采用堆肥物料上、下分层的处理，堆肥所需时问较短，堆体腐熟时H2S的总释放量也最少；同时，采用大功率风机进行鼓风，堆体释放H2S浓度的最大值降低．因此，在城市污泥的堆肥中，采用堆肥物料上下分层与大功率风机相结合的措施，既可以减少H2S的释放量，又可以缩短堆肥时间，是一种有潜在应用价值的堆肥技术．     

通风对堆肥供氧的影响及堆高优化研究

通风是影响好氧堆肥过程中堆体氧气浓度的重要因素.通过设置0.01 m3/(min ·m3)(Al)、0.1 m3/(min·m3)(A2)和0.2 m3/(min·m3)(A3)三种不同通风速率进行好氧堆肥试验,考查堆体中氧气的变化情况,并利用氧气一维扩散方程进行堆体高度的优化.结果表明,鼓风停止时,处理A2、A3的氧...     

污泥堆肥过程中氮素形态的变化

以污水污泥(SS)为原料,小麦秸秆糠(WSB,粒径小于0.5cm)和小麦秸秆段(WSS,长度约3cm)为调理剂,采用强制通风静态好氧堆肥与自然通风好氧堆肥相结合的堆肥方法进行了为期120d的堆肥化处理,研究了堆肥化过程中各种氮素形态的变化特征.结果表明,在堆肥过程中,2次处理的堆温变化明显呈现出升温期、高温期和降温期3个阶段.在堆肥过程中,处理ss WSB比处理ss WSS的堆体升温快,高温期持续时间长,并且堆体的含水率也高.处理ss WSB和处理ss WSS的pH值分别从初始的8.74和8.06下降为6.69和6.18,TN含量分别从21.16g·kg-1和11.57g·kg-1增加到31.93g·kg-1和28.02g·kg-1,C/N比分别从23.39和22.90下降到15.31和13.75,水溶性总凯氏氮(TKN(w))含量降低幅度分别为70.43%和34.05%,NH -N含量分别从3.43g·kg-1和1.31 g·kgll下降到0.35g·kg-1和0.42g·kg-1并且在2次处理中NH1 ;-N与pH达到最大值的时间相一致.处理SS WSS比处理SS WSB的高温持续时间短,NO-3 -N含量高,含量高,说明控制堆体的高温期持续时间,有利于硝化反应的进行.处理SS WSB和处理SS WSS的种子发芽指数(GI)在堆肥结束时分别为115.8%和97.52%,说明处理SS WSB的腐熟情况明显优于处理SS WSS.统计分析结果表明,添加不同形态的小麦秸秆作为调理剂对污泥堆肥中pH、NO;.N、GI、含水率、TN、水溶性凯氏氮(TKN(W))和NH 4-N含量变化的影响显著(P<0.05);对C/N比变化的影响不显著(P=0.125);2次处理中NH 4-N的含量对pH的影响均显著(P均为0.027).     

添加PAAS对于污泥/猪粪混合堆肥的影响

以高吸水性树脂聚丙烯酸钠(PAAS)作为堆肥调理剂,利用自制的好氧堆肥反应器,研究PAAS对于污泥/猪粪混合堆肥的影响。实验结果表明:PAAS可以降低堆体的间隙水,提高堆体的空隙率及蓬松性,从而改善污泥/猪粪混合堆体的供氧条件,加快堆肥的进程;添加PAAS后,污泥/猪粪混合堆肥过程中的温度、含水率、pH、电导率、种子发芽指数、可挥发性固体含量等指标均发生较明显规律性变化,各指标的变化显示了PAAS对污泥/猪粪混合堆肥过程具有一定的促进作用。     

市政污泥堆肥过程中挥发性硫化物(VSC)和NH3释放规律

以华北地区某市政污泥堆肥厂为研究对象,开展市政污泥堆肥过程中恶臭气体（挥发性硫化物（VSC）和NH₃）的释放规律研究。用苏玛罐、静态箱采集和气相色谱检测方法,测定了污泥堆肥厂VSC和NH₃空间分布及堆肥过程中的释放规律。结果表明:堆肥过程中产生的典型恶臭物质为NH₃、甲硫醚（DMS）和二甲二硫（DMDS）等,且在静态箱内20 min静置累积浓度排序为NH₃>DMDS>DMS>CS₂>MT>H₂S。NH₃平均累积浓度为2.62~119.64 mg/m3,VSC累积浓度比NH₃低1~2个数量级。针对市政污泥堆肥过程中主要气态污染物的种类及含量的分析,为开展恶臭气体治理提供了参考。     

生活垃圾堆肥接种技术

以复合微生物菌剂、马粪、成熟堆肥、果园土、污泥为接种剂,采用在线监测堆肥设备,通过温度传感器、出口气体O₂-H₂S监测仪,研究堆肥过程中温度、耗氧速率、有机物分解速率、H₂S气体浓度变化.试验结果表明,添加接种剂堆肥与对照组比,堆料能达到理想的温度,且高温停留时间长,堆肥反应速率加快及堆肥腐熟时间缩短,并能很好地控制出口H₂S气体浓度.特别是以复合微生物菌剂或马粪作为接种剂,能明显加速堆料的腐熟进程,其腐熟时间分别比对照组提前210h和180h.     

Composting MSW and sewage sludge with effective complex microorganisms

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＣｏｍｐｏｓｔｉｎｇｉｓｕｓｅｄａｓａｔｒｅａｔｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｏｆｔｈｅｍｕｎｉｃｉｐａｌｓｏｌｉｄｗａｓｔｅ (ＭＳＷ)ａｎｄｓｅｗａｇｅｓｌｕｄｇｅ ,ａｎｄｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｙｉｅｌｄｓａｓｔａｂｌｅ,ｐｒｏｆｉｔａｂｌｅｐｒｏｄｕｃｔｗｈｉｃｈｉｓｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒｕｓｅａｓａｓｏｉｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｒａｎｄｗｈｉｃｈａｌｓｏｈａｓａｃｅｒｔａｉｎｎｕｔｒｉｅｎｔｖａｌｕｅ (Ｂｉｅｙ ,2 0 0 0 ) .Ｇｅｎｅｒａｌｌｙ ,ｃｏｍｐｏｓｔｉｎｇｉｓａｎａｃｃｅｌ…     

Changes of Cu, Zn, and Cd speciation in sewage sludge during composting

The potential toxicity risks from heavy metals depend on their chemical speciation. The four stages of the Tessier sequential extraction method were employed to investigate changes in heavy metal speciation （Cu, Zn, and Cd） of sewage sludge during forced aeration composting, and then to identify whether the composting process would reduce or enhance their toxicities. Throughout the composting process, the exchangeable, carbonate-bound, Fe-Mn oxide-bound, and organic matter-bound fractions of Cu were converted to the residual Cu fraction. The organic matter-bound Cu fraction greatly contributed to this transformation. Residual Zn fraction was transformed to the Fe-Mn oxide-bound and organic matter-bound fractions after composting. The residual Zn fraction was a major contributor to the organic matter-bound Zn fraction. The availability of Cu and Zn was reduced by composting such that the risk of heavy metal toxicity decreased with prolonged treatment times. Additionally, attention should be paid to the increased availability of Cd in sewage sludge after composting treatment.     

绿化废物低比例补充的市政污泥好氧堆肥可行性分析

为验证绿化废物低比例补充的市政污泥好氧堆肥工艺可行性,以回流污泥堆肥产品替代绿化废物为骨料,采用静态翻堆好氧堆肥工艺处理脱水市政污泥,分析一次发酵过程及产品的主要性质。结果表明:以回流污泥堆肥产品部分替代绿化废物时,堆体的高温期（≥55 ℃）均可持续超过3 d,产品含水率低于40%,挥发性固体含量（VS）超过45%,pH值稳定在6.0~7.0,种子发芽指数（GI）超过70%,满足园林绿化用途要求。其中,脱水市政污泥、绿化废物、回流污泥堆肥产品质量比为5:1.5:1的试验组一次发酵周期可控制为27 d,一次发酵产品总氮、总磷、总钾、腐植酸等营养物质的含量较高,肥效更优,适合于工程规模的园林绿化用途。在回流污泥堆肥产品完全替代绿化废物的试验组中,脱水市政污泥和回流污泥堆肥产品质量比为5:6和5:8的堆体可达到高温要求（≥55 ℃保持至少3 d）,VS、pH、营养物质、蛔虫卵死亡率、粪大肠菌群数等指标均符合园林绿化用泥质和有机肥料的要求,且一次发酵周期可控制在16 d内。当回流污泥堆肥产品与脱水市政污泥质量比≤6/5时,GI超过90%,满足腐熟要求。污泥堆肥产品回流替代绿化废物作为市政污泥堆肥的骨料,可有效调节脱水市政污泥堆体性质,缩短堆肥周期,提高产品肥效。     

不同无害化处理对污泥中有机组分的影响

以城市污泥为材料,研究了热喷、辐射和堆肥 3 种无害化处理方式对污泥中有机组分形态的影响.结果表明,污泥中的有机组分经过热喷和辐射处理后,易降解物含量增加,难降解物含量降低;而堆肥处理则相反.污泥总氮的 70%~80%是有机氮,热喷、辐射处理使污泥中的有机氮向易矿化态转变,易矿化态氮含量较处理前分别增加 8.0%和 6.5%;而堆肥处理使污泥中的有机氮向难矿化态转变,难矿化态氮含量增加了 4.1%.经热喷、辐射处理后污泥中有机磷的活性显著提高,但堆肥处理降低了污泥中有机磷的活性.热喷、辐射处理使得污泥中水溶性有机物的大分子组分向小分子组分转化,堆肥处理则与之相反.因此,经热喷、辐射处理的污泥的供肥效果优于堆肥处理.     

深度脱水污泥好氧堆肥中多环芳烃的含量与风险削减研究

多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)是影响污泥安全资源化的重要因素.以无机药剂调理的深度脱水污泥有利于污泥的好氧堆肥处置,但对于该处置过程中深度脱水污泥PAHs的降解和风险削减尚缺乏认识.主要以复合铝镁盐调理的深度脱水污泥为对象,分析不同好氧堆肥条件下污泥中PAHs的含量、来源和风险,以明确好氧堆肥工艺过程对风险有机物的削减效果及潜在影响因素.通过气相色谱-质谱仪、特征比值法和风险熵法分析污泥中美国EPA优先控制的16种PAHs的含量、来源和风险,重点考察了深度脱水污泥在好氧堆肥前后PAHs含量和风险变化.结果表明：(1)16种PAHs在6组污泥中均有检出,其总量范围为777.78～1 878.38 ng/g,组成以中高环芳烃为主,主要来源为石油污染和燃烧的混合源.(2)堆肥28 d后6组污泥中PAHs的去除率分别为37.66%、54.29%、12.38%、15.40%、56.78%和34.25%,表明添加颗粒大的返混料或辅料更有利于PAHs的降解.(3)污泥中的PAHs整体处于中低风险,好氧堆肥后除组1的苯并[a]芘和组2的芴由低风...     

污泥堆肥技术及工艺优化研究进展

我国污泥产量逐年增长,污泥处置问题面临严峻挑战。污泥堆肥技术因其符合绿色发展理念,是极具发展潜力的污泥处置技术。高效化、高值化、智能化是目前污泥堆肥技术的发展方向。从堆肥调理剂的优化发展、污泥堆肥的曝气策略、除臭工艺及堆肥设备的工艺优化等方面,归纳总结了目前污泥堆肥技术工艺的发展现状及面临的主要问题。提出从废物利用、可回收设备研发利用、生物生命活动利用的角度开发堆肥调理剂;结合传感器反馈、软件数值模拟等技术,改良堆肥工艺设备;引进新型曝气及除臭工艺,研发高效堆肥设备。以期为可为我国污泥堆肥工艺的发展及相关研究工作提供参考。     

污水厂污泥堆肥及制作复合化肥技术与应用

污水处理厂污泥脱水后,加入粉煤灰调节含水率,然后在发酵罐中好氧发酵,使污泥熟化,含水率进一步减少,并且杀灭污泥中的有害微生物。堆肥后的污泥与秸杆、化肥混合制成一种复合化肥,将化肥用在农田的水稻种植,水稻的亩产量增产11.4%,各项指标均符合国家标准。     

电场对污泥堆肥富里酸结构特征的影响

为了研究电场对污泥堆肥富里酸结构特征及电子转移能力(ETC)的影响,以市政污泥和米糠为原料,设置施加5V的直流电场(T1)和不施加电场(CK)的两个堆肥进行对比实验.通过三维荧光-平行因子分析(EEM-PARAFAC)、紫外可见光谱(UV-vis)、傅里叶红外光谱(FTIR)结合二维相关光谱(2DCOS)分析堆肥过程中富里酸结构和组成变化.通过电化学方法测定了堆肥富里酸的电子接受能力(EAC)和电子供给能力(EDC).结果表明,类色氨酸、类富里酸和类胡敏酸是堆肥FA的主要组分,随着堆肥的进行,FA中类色氨酸物质减少,类富里酸和类胡敏酸含量增加,电场能够促进FA在堆肥过程中类色氨酸的降解和类胡敏酸的形成,提高了FA的芳香性、分子量和腐殖化程度.电化学分析结果表明,FA的ETC呈现先增后减的趋势.相比CK处理,施加电场降低了FA的EDC,但同时增强了其EAC,使得堆肥后期的FA具有更强的ETC.结果将有助于进一步了解污泥堆肥过程中FA的形成过程及其氧化还原特性.