不同碳氮比条件下鸡粪和椰糠高温堆肥腐熟过程研究

用鸡粪和椰糠作为基本堆肥原料进行高温堆肥试验,通过控制鸡粪和椰糠的添加量调节堆体初始C/N比,研究其对堆肥过程中堆体温度、p H值、C/N比及养分全量等理化指标的影响,探究鸡粪和椰糠高温堆肥的最适C/N比。结果表明,当C/N比为25时,堆体达到最高温度(57℃),且高温持续时间最长(14 d)。堆肥过程中各处理有机质、全碳、C/N比均呈下降趋势,p H值均呈先上升后下降趋势,全氮和种子发芽指数呈上升趋势。堆肥结束后,堆体F1(初始C/N比为20)、F2(初始C/N比为25)和F3(初始C/N比为30)的C/N比分别为11.13、11.19和10.24,总养分含量w分别为7.94%、8.63%和8.29%,种子发芽指数分别为77.90%、100.65%和93.30%。     

磷酸盐添加对快速好氧堆肥过程pH及腐熟效果的影响

随着我国环保政策的日趋严格,具有堆肥周期短、产品质量好、二次污染小等优点的反应器快速好氧堆肥工艺受到人们的广泛关注.然而,由于堆肥原料的有机物含量高,导致快速堆肥初期的有机酸累积,堆体pH偏低,影响堆肥效果.本研究拟通过添加磷酸盐,解决剩余污泥反应器快速堆肥过程出现的pH偏低问题.结果表明,添加磷酸盐可有效控制堆体pH,堆肥初期,HPO_4~-通过与有机酸解离产生的H~+反应生成H_2PO~-_4,提高堆体pH,堆肥后期,蛋白质降解产生较多NH~+_4,导致pH升高,堆体中的H_2PO~-_4通过与OH~-结合生成HPO_4~-,降低堆体pH.当HPO_4~-与H_2PO~-_4的摩尔比为2∶5时,堆体pH值可维持在6.0—8.5之间,有机物降解率最高,堆体的NH~+_4-N含量最大,达3.99 mg·g~(-1),堆肥过程的保氮效果较好,且所得堆肥产品的种子发芽指数也较高,腐熟程度良好.     

造纸污泥工厂化堆肥过程中理化性质的动态变化

工厂化强制通风静态垛好氧堆肥试验结果表明,造纸污泥与木屑按10∶1比例混合后,2~3 d即可达到60℃,高温期维持时间超过10 d,完全符合我国标准CJJ/T52-93规定,达到无害化要求;堆肥过程中堆体上层温度大于下层;高温堆肥后物料含水率降低20.2%,脱水效果明显;造纸污泥堆肥过程中物料的挥发性固体持续降低;堆体耗氧速率在升温阶段后期上升到最大值,此后持续降低,到堆肥后期趋于稳定。     

菌渣好氧堆肥过程中腐熟度指标及红外光谱的动态变化

为实现食用菌菌渣的合理处置及资源化利用,以食用菌菌渣、鸡粪和豆渣为原料,共设计3个堆肥处理(菌渣与黄豆渣混堆,C1;菌渣与鸡粪混堆,C2;菌渣直接堆制,C3),通过高温好氧堆肥方式研究堆肥过程中相关腐熟度指标及红外光谱的动态变化。结果表明,堆肥过程中温度变化经历了3个阶段,50℃以上高温持续时间均大于10 d。pH总体呈上升趋势,至堆肥结束达到8.0—9.0之间,符合腐熟堆肥的标准;EC值在1.0—2.5 mS·cm~(-1)范围内浮动,C1处理的EC值大于C3的EC值;C/N总体呈下降趋势,堆肥结束时3种处理的比值均低于20;种子发芽指数(GI)随着堆肥过程逐渐上升,至21d时,3种处理的GI值均超过50%,堆肥结束时,C3的GI值达到72.46%,C1、C2的GI值分别为81.02%和82.36%。堆肥过程中胡敏酸(HA)含量逐渐升高,富里酸(FA)的含量变化不大,3种处理胡敏酸与富里酸的比值(HA/FA)总体呈升高趋势,C1、C2和C3的HA/FA值分别由初始的2.38、2.20和2.28增加到3.92、3.22和3.82。红外光谱数据表明,随着堆肥过程的进行,多糖类物质含量减少,有机物中不饱和结构的多聚化或联合程度增大,芳香结构物质与氨基基团有所增加,说明堆肥过程中有机物质的变化规律先是大分子物质(如蛋白质、多糖类等)被降解,然后是腐殖质类物质的逐渐合成。     

河北省承德地区秸秆堆肥特性及腐熟度评价

以河北省承德地区的油葵秸秆、玉米秸秆、大豆秸秆与鸡粪为原料,设置4种不同配比（F1、F2、F3、F4）,于2009年秋末接种EM菌进行堆肥试验.通过对堆肥过程中堆体的温度、含水率、NH4＋-N、NO3--N、pH值、C/N、T值的测定,研究了不同配比对堆肥腐熟度的影响.采用大白菜种子发芽指数（GI）评价了堆肥的腐熟度和...     

香蕉茎秆、桉树皮和猪粪不同配比堆肥研究

通过固定猪粪添加量,依次增加桉树皮添加量,减少香蕉茎秆添加量,研究了桉树皮、香蕉茎秆和猪粪不同配比,不同C/N比值等对堆肥温度、pH值、微生物数量以及种子发芽率等堆肥发酵指标的影响,并用腐熟的有机肥进行香蕉幼苗盆栽试验。结果表明,堆肥材料C/N比值为25.24和27.01的处理堆肥温度较高,均达到56℃以上,持续高温时间分别为10和11 d,堆肥中各养分含量相对较高,达到NY 525—2012《有机肥料》标准。盆栽试验也表明,利用堆肥材料C/N比值为25.24和27.01的堆肥配制的有机肥对盆栽香蕉幼苗有一定的促生效果。     

猪粪和锯末联合堆肥的中试研究

以 3种配比的猪粪和锯末为原料 ,进行了联合堆肥中试研究。一次发酵采用温度反馈通气量控制的静态好氧堆肥系统 ,周期 1 5d ;二次发酵采用定期翻堆自然腐熟 ,周期 30d。试验分析了堆制过程中温度、含水率、有机质、pH值的变化。对堆肥产物的腐熟度和养分分析表明 ,3种配比的堆肥产物均可达到腐熟度要求。猪粪养分含量越高 ,产物养分越高。通过堆肥工艺的优化控制和加水措施 ,猪粪和锯末联合堆制可以在 4 5d内获得高质量的有机肥 ,具有良好的应用前景。     

奶牛粪便翻堆式与槽式堆肥过程气体排放规律及养分损失原位监测

为探究奶牛粪便翻堆式与槽式堆肥过程中温室气体和氨气(NH₃)排放规律及养分损失情况,采用原位监测的方法,通过静态采气箱和气体在线监测设备,分别对奶牛粪便翻堆式和槽式堆体开展为期36 d的气体监测。结果表明,翻堆式堆肥过程中甲烷(CH₄)、氧化亚氮(N2_O)和NH₃排放主要集中于翻堆阶段;槽式堆肥过程中CH₄和NH₃排放主要集中于堆肥前期,N2_O排放则主要集中于堆肥中后期。堆体管理措施及物料特性显著影响堆肥气体的排放。翻堆式堆肥过程中翻堆对气体排放的影响大于堆肥理化因子如温度、含水率以及pH值;而槽式堆肥过程中,降低堆体的平均温度可同时减缓堆肥过程中CH₄、二氧化碳(CO₂)和NH₃的释放。从养分损失来看,翻堆式和槽式堆肥过程中碳素总损失量分别占堆肥物料初始总碳含量(TC)的27.16%和21.53%,其中约80%以上的碳素损失来自CO₂-C。而堆肥过程中氮素总损失量分别占堆肥物料初始总氮含量(TN)的18.67%和13.44%,其中约80%以上的氮素损失来源于NH₃N。该研究表明,在保证堆体物料腐熟的前提下,降低翻堆频率可显著减缓翻堆式堆肥过程中温室气体和NH₃的排放;降低槽式堆肥堆体的温度可显著减少堆肥过程中CH₄、CO₂和NH₃的排放。该研究结果对于减少堆肥过程气态污染物排放和养分损失,提高堆肥效率具有重要的指导意义。     

奶牛粪条垛式模拟堆肥腐熟度及微生物群落结构变化

为降低堆肥成本、促进资源化利用和集约化养殖场奶牛粪污处理,采用小型堆肥反应器,研究利用奶牛粪污压榨残渣进行无辅料添加条垛式堆肥的可行性.堆肥过程中监测物料温度和各种理化指标的变化,并跟踪解析微生物群落.条垛式模拟堆肥共持续75 d,肥堆温度维持50℃以上达10 d,水分含量逐渐降低.pH在开始阶段略有增加后最终降低到约8.0.有机物降解率在堆肥前30 d迅速增加,而后逐渐增加到57.8%,C/N随着有机物的降解降低到9.75.NH_4~+在堆肥进行20 d后显著降低,由于硝化作用NO_3~-逐渐增加,最终产品中未检测到NH_4~+,NO_3~-含量达到2 208.8 mg/kg(干重).堆肥结束时物料的电导率为2 250.8μS/cm,低于文献推荐限值3 000μS/cm;成熟堆肥的种子发芽指数达到120.4%.高通量测序结果显示,微生物群落结构在堆肥前期发生了显著变化,堆肥后期则保持相对稳定,氨氧化细菌Nitrosococcus和硝化细菌Nitrolancea、Nitrospira进行了NH_4~+向NO_3~-的转化,堆肥19 d后硝化细菌占总细菌的比例达2%以上.综上,条垛式堆肥适合处理奶牛粪渣,可在无辅料添加情况下达到理想的堆肥效果,成熟堆肥质量优良.(图10表1参25)     

城市污泥好氧堆肥过程中重金属的形态转化

城市污泥是一种富含作物生长需要的多种养分的生物固体废弃物,但重金属问题又成为影响污泥农用的关键因素,而重金属的生物活性、迁移性及毒性不仅取决于总量,很大程度上取决于其存在的形态.该实验通过调节城市污泥的水分和C/N比,利用笔者所在课题组自行开发的好氧堆肥反应器进行城市污泥堆肥处理,经过为期20 d的好氧堆肥处理,研究堆肥前后污泥中的重金属总量和化学形态的变化.实验结果表明:堆肥处理由于添加能源调理剂等,使堆肥产品中的重金属含量低于原污泥,符合了农用污泥污染物控制标准;同时堆肥也改变了重金属的化学形态,降低了剧毒性的Cd的生物有效性.对污泥及堆肥的重金属形态研究发现:大部分重金属主要以残渣态形式存在,生物毒性很小,农用时的重金属污染度也很低.     

木薯渣堆肥及其对难溶性磷的活化试验研究

试验以干鸡粪、米糠、堆肥返料作调理剂,同时加入不同含量的磷矿粉,对木薯渣进行好氧堆肥,研究木薯渣堆肥过程中堆肥理化性质的变化及木薯渣堆肥对难溶性磷的活化作用。试验设置磷矿粉加入量10%(T1)、15%(T2)、20%(T3)和不加磷矿粉(CK)四个处理,干鸡粪、米糠、堆肥返料的添加量均为10%、15%和20%。在堆肥过程中,四个处理均在55℃以上高温持续了25d,超过了国家规定的标准。在堆肥结束时,各处理水分含量均降至30%左右,pH升高至弱碱性,淀粉降解率均在90%以上,水溶性碳(DOC)含量均降至10g·kg-1以下,达到了基本腐熟的标准。证明木薯渣通过堆肥能达到稳定无害化状态。在堆肥结束时,T1、T2、T3有效磷增加量分别为12.58、12.81、12.96g·kg-1,对磷矿粉的活化率分别为23.53%、17.07%、14.50%,T1活化效果最好。研究结果表明木薯渣堆肥对难溶性磷有一定的活化作用,可为解决堆肥资源化产品中植物可利用磷含量偏低的难题开拓一条生物学途径。     

木薯渣堆肥及其对难溶性磷的活化试验研究

试验以干鸡粪、米糠、堆肥返料作调理剂,同时加入不同含量的磷矿粉,对木薯渣进行好氧堆肥,研究木薯渣堆肥过程中堆肥理化性质的变化及木薯渣堆肥对难溶性磷的活化作用。试验设置磷矿粉加入量10％（T1）、15％（T2）、20％（T3）和不加磷矿粉（CK）四个处理,干鸡粪、米糠、堆肥返料的添加量均为10％、15％和20％。在堆肥过程中,四个处理均在55℃以上高温持续了25d,超过了国家规定的标准。在堆肥结束时,各处理水分含量均降至30％左右,pH升高至弱碱性,淀粉降解率均在90％以上,水溶性碳（DOC）含量均降至10g.kg。以下,达到了基本腐熟的标准。证明木薯渣通过堆肥能达到稳定无害化状态。在堆肥结束时,T1、T2、T3有效磷增加量分别为12．58、12．81、12．96g.kg-1,对磷矿粉的活化率分别为23．53％、17．07％、14．50％,T1活化效果最好。研究结果表明木薯渣堆肥对难溶性磷有一定的活化作用,可为解决堆肥资源化产品中植物可利用磷含量偏低的难题开拓一条生物学途径：     

污泥堆肥过程中主要性质及氮素转变

目前堆肥过程中氮素损失比较严重,通常达到50%左右.针对这一问题,文章以污泥和秸秆为原料,进行了不同配比条件下高温好氧堆肥试验,研究了堆肥过程中各主要性质及各种形态氮素的转化规律.结果表明,堆肥有效实现了污泥无害化、减量化和资源化.在pH值和温度较高条件下的氨气大量挥发是堆肥过程氮素损失的重要途径,且不同的物料配比会对氮素损失造成影响,C/N比低的配比氮素损失较大.适当降低堆料温度、添加酸性物质以降低pH值等措施均可减少氮素损失.     

新型调理剂CTB-2污泥堆肥的氧气时空变化特征研究

采用新型CTB-2调理剂与城市污泥进行堆肥,研究了堆肥过程中氧气、温度的时空变化特征。结果表明,m（CTB-2调理剂）：m（污泥）=1：2能够有效降低污泥容重,改善堆体结构;堆体能够快速升温至高温期并持续7d以上,最终完成无害化;采用该比例的调理剂能够保证堆体的通风供氧,使堆体各层通风后的氧气体积分数都恢复至19％以上,最低氧气体积分数维持在数17％以上;堆肥过程中堆体的氧气体积分数、耗氧速率和温度都具有明显的层次效应,堆体耗氧速率呈先升高后降低的趋势,堆体通风后的氧气和最低氧气体积分数均随着堆肥的进行而增加。     

不同时期添加蘑菇渣对落叶堆肥过程的影响

研究不同时期添加蘑菇渣对落叶堆肥过程的影响.结果表明:堆肥降温期添加蘑菇渣有利于提高有机质的降解率,堆肥末期各处理有机质降解率分别为15.85%,10.17%,12.90%和15.16%;有利于吸收固定堆肥中的氨,减少氨的挥发,降低堆肥的pH值.在堆肥初始一次性添加蘑菇渣,有利于堆肥总氮的积累,提高堆肥产品中胡敏酸和腐殖质含量,降低堆肥总氮损失率.在堆肥初始和降温期分次添加蘑菇渣有利于堆肥硝态氮的合成,富里酸的分解以及HA/FA的增加.在整个堆肥过程中,各处理HA和HA/FA均呈增加趋势,FA呈降低趋势,较好地反映了落叶堆肥的腐熟程度.在堆肥不同阶段添加蘑菇渣各有其优点,综合后认为在堆肥初始添加蘑菇渣的效果最为理想.     

污泥添加园林废弃物堆肥过程参数变化及腐熟度综合评价

为研究污泥添加园林废弃物混合堆肥过程中相关参数变化及腐熟度综合评价,选取表观指数、堆肥高温期(≥55℃)持续时间、p H值、碳氮降解率、种子发芽指数等5项评价指标,运用模糊综合评价法和灰色聚类法,综合评价了7种不同工况(添加的园林废弃物体积分别占总堆肥体积的0%、10%、20%、30%、40%、50%和60%,依次记为工况S、G1S9、G1S4、G3S7、G2S3、G1S1、G3S2)堆肥样品0~60 d的腐熟程度,为研究北京市污泥处理处置和污泥堆肥腐熟度的评价提供科学依据。结果表明,(1)堆肥过程中,温度、p H值、种子发芽指数整体呈现先增大后减小再稳定的过程,碳氮降解率呈先增大后稳定的规律。其中,工况G2S3堆肥高温期持续时间较长(16 d),p H值升高和下降速度都比较快,碳氮降解率、种子发芽指数都大于其他工况。(2)模糊综合评价法结果显示工况S和工况G1S9均为基本腐熟,而灰色聚类法评价结果均为未腐熟;两种评价方法均显示,工况G1S4、G3S7,最终达到较好腐熟;工况G2S3、G1S1、G3S2在第27天达到完全腐熟。(3)模糊综合评价法和灰色聚类法都综合考虑了各参数对堆肥腐熟度的影响,但权重计算方法不同,前者主要根据实测值确定权重,强调极值的作用,导致实测值小的指标失去评价的作用;后者主要根据评价标准值来确定权重,权重隐含在变化幅度不同的各级标准值中。综合考虑,灰色聚类法更适用于污泥添加园林废弃物堆肥腐熟度评价。综上所述,工况G2S3使污泥与园林绿化废弃物均能得到最大化利用,且能促进堆肥腐熟,取得较好的堆肥效果。     

不同类型外加碳源对制药污泥堆肥过程中青霉素降解的影响

以制药污泥为研究对象,采用葡萄糖、蔗糖、玉米秸秆粉及其混合物作为外加碳源,研究不同类型的外加碳源对堆肥系统一次发酵周期内温度、有机质等理化参数变化及青霉素的降解情况的影响.结果表明,堆体中有机质含量与外加碳源的量呈正比,堆体中有机质的质量分数随堆肥时间不断下降且趋于稳定.温度是青霉素降解的主要影响因素.外加碳源增加了堆体溶解性有机质质量分数,生物可利用碳源的增加促进了堆肥过程中微生物的转化作用,并有助于提高堆肥过程温度.在堆肥周期内外加碳源可以提高青霉素的降解速率(15 d内对照组青霉素降解率为94.44%,其他组均大于95%),且外加蔗糖与玉米秸秆粉的混合碳源处理组青霉素降解速率最快(15 d内降解率可达到99.08%).堆肥过程中升温阶段(中温阶段和高温阶段)青霉素含量与温度呈负相关(P0.01),与溶解性有机碳呈正相关(P0.01).15 d内所有处理组青霉素降解率均可以达到90%以上.     

不同纤维素降解菌对玉米秸秆的降解效果

该研究旨在探索不同纤维素降解菌对玉米秸秆降解效果的差异性,为秸秆资源化利用提供参考。利用筛选自宁夏秸秆堆、畜粪和土壤中的四株纤维素降解菌,分别为黄曲霉(Aspergillusflavus)Z5-3菌株,非洲哈茨木霉(Trichoderma afroharzianum)Z6-4菌株,藤黄单胞菌(Luteimonas sp.)X11-1菌株,施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri)X3-5-1菌株,通过室内控温秸秆堆肥发酵试验,研究添加不同纤维素降解菌后堆肥温度、pH值、碳损失、氮损失、有效养分含量的变化规律。试验结果表明,与对照(不加菌处理)比较,加菌处理提前1-2 d进入高温期,最高温度提高了0.3-1.3℃,且细菌处理较真菌处理提前1 d进入高温期,最高温度提高了0.5-0.7℃。pH值总体呈先增加后降低的趋势,且在高温期达到最大值。与对照相比,加菌处理NH3和CO2累积释放量具有降低趋势。以全氮含量变化计,细菌X11-1、X3-5-1处理的氮损失分别为26.14%和26.57%,真菌Z5-3、Z6-4处理分别为36.49%和34.19%,表明添加不同纤维素降解菌可不同程度地降低堆肥物料中的碳损失和氮损失,其中细菌处理保氮效果显著优于真菌处理。与对照相比,细菌X11-1、X3-5-1处理、真菌Z5-3、Z6-4处理分别提前腐熟5、2、2、2d,表明添加纤维素降解菌可减少堆肥物腐熟时间,促进物料养分浓缩。综合判断,玉米秸秆堆肥中加入纤维素降解菌,有利于降低物料的碳、氮损失,且细菌的保氮效果优于真菌,其藤黄单胞菌X11-1处理最先达到腐熟,为最佳处理。     

堆肥过程中腐殖质含量变化及其对重金属分配的影响

以H2O和Na4P2O7+NaOH连续浸提污泥堆肥过程中堆体的腐殖酸以及与其结合的重金属,分析腐殖酸及重金属含量随时间的变化规律。结果表明,堆肥过程中重金属主要以胡敏酸(HA)结合态为主,水溶态重金属含量较少,且重金属有效性与迁移性较低;堆肥结束时各水溶态重金属含量减少,HA-Pb、HA-Ni和HA-Cu含量占重金属总量的比例明显升高,与堆肥初始相比分别增加28.00、17.34和1.40百分点,堆肥促进了水溶态重金属向HA结合态转变;HA对几种重金属的固定能力由大到小依次为Cu、Pb、Ni和Zn。     

腐秆剂用量、含水量及初始碳氮比对水稻秸秆腐解性能的影响初探

为了探明秸秆腐解的最佳初始条件,为腐熟秸秆还田提供科学依据,以水稻秸秆为腐解对象,设置不同的"金葵子"腐秆剂用量(因素A:A_0、A_(0.5)、A_(1.0);%)、含水量(因素B:B_(50)、B_(60)、B_(70);%)及初始碳氮(C/N)比(因素C:C_(20)、C_(22)、C_(25))等初始条件,进行正交试验,研究水稻秸秆腐解过程中pH、种子发芽指数(GI)、C/N比、腐解率(DR)、水溶性有机碳(DOC)及紫外光谱参数(SUVA_(280)、E_2/E_3和A_(226-400))等指标的动态变化,以确定这些初始条件对水稻秸秆腐解性能的影响。结果表明,(1)在腐解过程中,所有处理GI和DR值均随着腐解的进行逐渐升高;A_0B_(70)C_(25)和A_(0.5)B_(70)C_(22)处理C/N比持续下降,其他处理先升高后下降;A_0B_(50)C_(20)和A_(1.0)B_(70)C_(20)处理DOC含量先升高后下降,其他处理持续升高,紫外光谱参数的变化反映了水溶性有机物芳香性结构和腐殖化程度变化情况。(2)腐解结束时,未腐熟完全的A_(0)B_(50)C_(20)处理pH、GI和DR值(分别为7.05、34.9%和30.7%)明显较低,其C/N比(25.7)则明显较高,而大多数处理pH值符合腐熟堆肥标准(8.00-9.00),GI值符合毒性较低(≥50%)或完全腐熟状态(≥80%);A_0B_(70)C_(25)、A_(0.5)B_(70)C_(22)和A_(1.0)B_(60)C_(25)处理C/N比(分别为13.1、14.4、16.4)基本符合腐解产物最佳C/N比标准(15.0);A_(0.5)B_(70)C_(22)处理DR值(47.1%)最高。通过紫外光谱参数测定来预测GI值大小,为判断秸秆是否腐熟完全提供了一种替代性评价方法。直观分析法表明,水稻秸秆腐解最佳初始条件为"金葵子"腐秆剂0.5%、含水量70%、初始C/N比25;腐秆剂用量对DOC含量影响最大,含水量对C/N比、DR、SUVA280、E_2/E_3和A_(226-400)值影响最大,初始C/N比对pH和GI值影响最大。