添加炭基材料对蔬菜废物好氧堆肥进程和腐熟度的影响

以蔬菜废弃物辣椒秸秆和树叶为堆肥原料(CK),采用密闭式好氧堆肥工艺,研究了添加5%木本泥炭(T1)、5%活性炭(T2)和10%木本泥炭(T3)等炭基材料对堆肥p H、EC、CO2累积量、物料损失率、T值、C/N和发芽率指数的影响。结果显示,T2处理的p H在60 d后维持在8~9之间;EC值随着堆肥进行呈现先下降后升高再下降的趋势,最终CK、T1、T2和T3处理的EC值(m S/cm)分别降低了1.02、0.76、0.33和0.48;T2和T3处理的CO2累积量一直高于其他处理;所有处理的物料损失率均在20%以上;4个处理堆肥产品的T值分别为0.56、0.65、0.68和0.69;堆肥产品的发芽率指数分别为63.2%、69.3%、93.5%和86.1%。T值和发芽率指数显示T2和T3处理达到了腐熟阶段。结果表明,在蔬菜堆肥处理中添加炭基材料可改善堆肥产品的理化性质,加速堆肥物料的分解,有效地缩短堆肥周期和提高堆肥产品的腐熟度。     

垃圾渗滤液处理工艺运行参数优化与技术比较

垃圾渗滤液是公认的一种成分复杂且难以处理的高浓度有机废水,笔者在北京市海淀区六里屯垃圾填埋场通过2007—2010年垃圾渗滤液处理的工程实践,以COD和氨氮的去除率为指标,研究了不同的垃圾渗滤液处理工艺组合,以及不同运行参数条件下对垃圾渗滤液的处理效果。结果表明,在中温UASB和A/O的平均水力停留时间(HRT)缩短1/3的情况下,通过改进A/O段曝气方式,优化系统的pH、DO等运行参数,用MBR替代絮凝工艺,使整个组合工艺对COD的年平均去除率达到了94.3%,氨氮的去除率维持在99.5%以上,出水氨氮稳定在10 mg/L以内,而改造前的COD与氨氮的年平均去除率仅为82.2%与55.3%。与改造前的UASB+A/O+絮凝工艺组合相比,改造后的UASB+A/O+MBR工艺组合具有更高的污染物去除能力、更好的抗缓冲性和稳定性。     

堆肥防治土传病害作用机理及其影响因素研究

植物土传病害是限制农业发展的主要原因之一,防治不当会产生巨大的经济损失.应用堆肥防治植物土传病害是一种简单易行且无二次污染的生物防治方法,但因其影响因素多、施用后效果不可预测且作用不稳定等原因未得到广泛应用.因此,本文基于文献调研,综述了堆肥抑制土传病原菌的作用机理,明确堆肥发挥抑病作用的最主要因素为微生物,并对比分析了好氧堆肥过程中的微生物种群的演变特点、堆肥中具有抑病效果的主要微生物种群类别和堆肥施用后对土壤微生物影响等,得出可能影响抑病效果发挥的堆肥自身因素和堆肥施用因素.最后,基于目前堆肥对植物土传病害抑制效果的研究进展和我国堆肥产业的发展现状指出了应用该技术的主要问题.     

我国畜禽粪便重金属含量特征及土壤累积风险分析

由于饲料中微量元素的添加,造成畜禽粪便中重金属元素的环境污染风险增高.本文通过各地畜禽粪便样品采集分析和文献查阅等途径,搭建了我国畜禽粪便重金属元素含量数据库,使用统计学方法系统分析了我国畜禽粪便中重金属含量特征及不同来源畜禽粪便重金属的含量差异;在此基础上,借助农田土壤重金属流动模型进行情景分析,定量了施用畜禽粪便时土壤中主要污染元素的累积速率和对应的最大施用年限.结果表明,我国畜禽粪便中各重金属元素含量分布为偏态分布,镉(Cd)、铅(Pb)、铬(Cr)、砷(As)、汞(Hg)、铜(Cu)、锌(Zn)和镍(Ni)的含量(mg·kg~(-1))范围分别为未检出(ND)～147、ND～1 919、0. 003～2 278、ND～978、ND～103、ND～1 747、ND～11 547和1. 22～1 140,均值(中位值,mg·kg~(-1))分别为2. 31(0. 72)、13. 5(8. 96)、36. 3(12. 0)、14. 0(3. 52)、0. 97(0. 07)、282(115)、656(366)和21. 8(13. 1),均值比中位值高1～13倍.依据我国有机肥行业标准NY 525-2012,畜禽粪便中Cd、Pb、Cr、As和Hg的超标率分别为12. 3%、2. 58%、2. 76%、20. 6%和3. 69%;按照德国腐熟堆肥标准,Cu、Zn和Ni的超标率分别为53. 9%、45. 7%和0. 59%.我国畜禽粪便中Cd、As、Cu和Zn的超标率比较高,达到10%以上.不同区域畜禽粪便重金属含量也有明显差异,山东省畜禽粪便As、Cd平均含量最高,分别是全国平均含量的1. 7倍和10. 1倍,江西省畜禽粪便Cu、Zn含量相对最高,分别是全国含量均值的2. 1倍和2. 4倍;华东沿海地区畜禽粪便重金属含量相对较高.不同来源畜禽粪便重金属含量存在一定差异,猪粪中Cd、As、Hg、Cu、Zn、Ni这6种元素平均含量分别是牛、羊、家禽粪便的1. 0～3. 0、1. 8～6. 8、1. 1～15. 8、4. 9～17. 5、2. 7～12. 0和1. 7～2. 1倍;家禽粪的Pb含量最高,其均值分别是对应猪、牛、羊粪便的2. 8、2. 5和2. 2倍.进一步预测施用不同来源动物粪便后土壤重金属累积风险,发现超过90%的情形下,Cd的累积速率低于0. 02 mg·(kg·a)~(-1); Pb累积速率均低于0. 15 mg·(kg·a)~(-1),施用家禽粪便情景下Cr累积速率最大,最大值达到了0. 28 mg·(kg·a)~(-1).     

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。     

麦秆黄原酸酯对水中Cu(II)的吸附

采用农业废弃物麦秆为原料制备黄原酸酯,通过傅立叶变换红外光谱FT-IR、扫描电子显微镜SEM等技术对麦秆黄原酸酯物理化学性质进行表征,并对水中Cu2+进行吸附特性研究,考察了不同条件对Cu2+吸附效果的影响,并将其应用于跌水式吸附法对含重金属沼液进行处理,为麦秆黄原酸酯应用于实际污水处理提供理论参考。结果表明,麦秆黄原酸酯对Cu2+的吸附行为符合伪二级动力学吸附模型与Langmuir等温吸附方程,298 K时,Cu2+的饱和吸附量为28.33 mg/g,溶出率为4.97%,对Cu2+的固持能力较强;黄原酸酯跌水吸附法对于含量为50 mg/L以下的Cu2+废水去除率达到80%以上,对实际沼液中Pb、Zn、Cd、Cu的去除率为44.42%~90.16%,去除顺序为Cd>Pb>Cu>Zn。     

加速垃圾卫生填埋场稳定方法的研究

以河北省某市家庭生活垃圾为样本进行实验，研究了甲烷浓度的变化、垃圾固含量与垃圾平均产气率的关系、填埋表面沉降与时间的关系等。结果表明，该市垃圾产生的渗滤液回灌能够使产气速率和填埋场沉降速率增大，特别是提早回灌时间、增加回灌次数，对加速稳定化进程起到较明显的作用。