含固率和接种比对林可霉素菌渣厌氧消化的影响

通过林可霉素菌渣的中温厌氧消化摇瓶实验,比较不同的含固率(3%、5%、8%、10%)和接种比(0.5、1、2、3)对菌渣产甲烷能力的影响,以确定菌渣厌氧消化的最优工艺条件.结果表明,在研究参数范围内,含固率越低,接种比越高,越有利于甲烷的产生;经过10d的培养,在含固率为3%、接种比为3时的工况中,菌渣的挥发性固体(VS)累计净产甲烷量最高,为106 mL/g;而含固率>5%、接种比2的液态发酵工艺,此条件既能保证厌氧消化不受消化产物(胺和挥发性有机酸)积累的抑制,也可以缓冲菌渣中残留林可霉素对消化微生物可能产生的抑制效应.     

抗生素菌渣堆肥进程中微生物群落的变化

将青霉素菌渣、林可霉素菌渣与牛粪等原料分别进行好氧堆肥实验，以考察堆肥过程中不同菌渣对微生物群落的影响。在堆制的41d里，根据温度变化分阶段采集堆肥样品，采用稀释倒平板法测定细菌、放线菌和真菌的数量。结果表明，菌渣不同，其堆肥中的微生物群落变化趋势不同。青霉素菌渣堆肥中细菌数量变化趋势为高一低，真菌数量变化趋势为高一低．高，放线菌数量为逐渐增加；林可霉素菌渣堆肥过程中细菌数量变化趋势为低一高一低，放线菌和真菌数量变化趋势为高．低．高。依据真菌菌落形态观察，菌渣堆肥中的真菌种类比对照牛粪堆肥单一，表明两种菌渣对堆肥中的微生物多样性均产生了不利影响。林可霉素菌渣堆肥初始时的细菌数量比对照低1个数量级，放线菌数量在整个堆肥进程中都明显低于对照，堆肥结束时，随着菌渣含量的增加，放线菌数量逐渐下降，高温期真菌数量下降幅度随着菌渣含量增加而加大，表明林可霉素菌渣对细菌、放线菌和真菌均有不同程度的抑制。堆肥化后菌渣中林可霉素残留量的减少表明，在一定条件下堆肥处理可以将抗生素菌渣无害化和资源化。     

废弃物基水热炭改良对水稻产量及氮素吸收的影响

生物炭农田回用是实现农林废弃物资源化利用和碳封存的有效手段.近年来,水热碳化技术由于在炭产率、能耗及生产过程中的烟气排放等方面显著优于常规热解碳化技术而受到关注.为实现农林废弃物的资源化利用,明确水热炭农田应用对作物生产力的影响,本研究通过原状土柱模拟试验和表征分析,研究了4种不同类型改良水热炭对两种典型土壤的水稻产量和氮素吸收的影响及可能的驱动因素.结果表明,锯末水热炭和秸秆水热炭经物理或生物改良后,在两种类型土壤上均能够增加水稻产量和氮素吸收,减少氮素损失,且其效应不受水热炭添加量影响（5‰,15‰;质量分数）.与对照相比,水热炭添加处理的产量和氮素吸收量分别提高9.2%~20.7%和7.7%~17.0%.高C/N比的锯末水热炭更有利于高肥力土壤水稻氮素吸收量的增加;而低肥力土壤由于限制性因子较多,受水热炭类型的影响较小.通过对水热炭的表征分析发现,其表面养分元素丰富;水洗或生物改良后其表面孔隙结构有较大改善,C元素相对含量明显降低,N和O元素相对含量明显增加,这对养分的固持/供应可能产生影响.因此,水热炭改良后孔隙结构的改变和N、O元素含量的增加可能是其施用后水稻产量和氮素吸收增加的关键驱动因素.结果说明,水热碳化材料改良后应用农田可以在实现农林废弃物资源化利用的同时,提高作物生产力,减少农田氮素环境损失.     

(M)VOC and composting facilities. Part 1: (M)VOC emissions from municipal biowaste and plant refuse

GOAL, SCOPE AND BACKGROUND: Malodorous volatiles derived from the decomposition of biowaste within the process of composting might pose a risk to human health. Different techniques of process engineering have been developed to minimise the burden of malodorous compounds in air possibly affecting compost workers and residents in the vicinity. METHODS: In the present study, three different composting facilities were examined for the emission of volatiles to estimate the impact of process engineering on the dispersal of odorous compounds and to discuss its relevance for human health. RESULTS AND DISCUSSION: Concentrations of single compounds belonging to alcohols, ketones, furanes, sulfur-containing compounds and especially terpenes ranged from 10(2) up to nearly 10(6) ng/m3 depending on the sampling sites and the process engineering. The ratio of MVOC and total VOC measured changed throughout the process of biodegradation. A certain combination of volatile compounds coincided with the occurrence of typical compost odour. CONCLUSION: The type of process engineering seemed to have a major impact on the emission of volatiles, as amounts of (microbial) volatiles emitted were characteristic for the different techniques used. Thus, the MVOC emission basically depends on the degree of biodegradation. It is likely that the concentrations workers are exposed to can have an impact on human health. RECOMMENDATIONS AND OUTLOOK: It is obvious that less sophisticated types of process engineering give rise to greater amounts of bioaerosols and volatiles and, therefore, technical devices have to be improved and controlled regularly to minimise adverse health effects on workers.     

Effect of airflow on biodrying of gardening wastes in reactors

Biodrying consists of reducing moisture by using the heat from aerobic bio-degradation.The parameters that control the process are:aeration,temperature during the process,initial moisture of biowaste,and temperature and relative humidity of the input air.Lawn mowing and garden waste from the gardens of the University Jaume I,Castellón(Spain)were used as a substrate.Biodrying was performed in 10 reactors with known air volumes from 0.88 to 6.42 L/(min·kg dry weight).To promote aeration,5 of the reactors had 15% of a bulking agent added.The experiment lasted 20 days.After the experiments it was found that the bulking agent led to greater weight loss.However,the increased airflow rate was not linearly proportional to the weight loss.     

多级厌氧法处理螺旋霉素工业发酵菌渣效果的研究简

通过自主设计的多级厌氧反应器系统来考察半连续处理螺旋霉素工业发酵菌渣的效果。该系统总反应体积为44 L，由4个11 L的升流式厌氧反应罐组成，罐体间采用串联方式连接。121 d的连续运行周期分为3个阶段，各阶段的有机负荷率分别为1.27、1.82和2.73 kg COD/（m³·d）。全过程中主要监测了各级罐体的产气量和螺旋霉素的降解。结果表明，多级厌氧反应器系统启动初期会出现产气不稳定现象，经过2个月的运行之后系统达到稳定状态。在有机负荷达到2.73 kg COD/（m³·d）时，各级罐体仍能稳定运行，总产气的45%集中在1号罐。在系统启动初期，螺旋霉素不能被明显降解。运行约80 d后，整个体系达到了快速降解螺旋霉素的状态，在2.73 kg COD/（m³·d）的有机负荷率下，螺旋霉素降解率达到97%，同时可溶性COD降解率也达到了90%。     

人居生活废弃物生物黑炭对水溶液中Cd^2＋的吸附研究

以人居生活废弃物生物黑炭为材料,探讨生物黑炭对Cd^2＋的吸附动力学及热力学特性,通过平衡吸附法研究吸附时间、Cd^2＋初始质量浓度、吸附剂投加量、溶液pH值以及黑炭粒径对Cd^2＋吸附率的影响。结果表明,吸附时间为2h时基本达到吸附平衡,准二级动力学方程能很好地描述生物黑炭对Cd^2＋的吸附过程。Langmuir模型能较好地描述生物黑炭对Cd^2＋的等温吸附过程,根据该模型模拟得到25℃条件下Cd^2＋最大吸附量为6．22 mg·g^-1 Cd^2＋去除率随生物黑炭投加量的增加而增大;生物黑炭对Cd^2＋吸附量随其粒径减小而增大;溶液初始pH值为4．0-7．5时,pH值变化对Cd2’吸附量的影响不显著。采用人居生活废弃物生物黑炭去除水溶液中Cd^2＋时,控制溶液Cd^2＋初始质量浓度30mg·L^-1,粒径小于0．25mm,投加水平8g·L^-1,反应温度25℃,反应时间1-2h,Cd^2＋去除率可达80％。人居生活废弃物生物黑炭可以作为去除污染水体中Cd^2＋的吸附剂。     

人居生活废弃物生物黑炭对水溶液中Cd2+的吸附研究

以人居生活废弃物生物黑炭为材料,探讨生物黑炭对Cd2+的吸附动力学及热力学特性,通过平衡吸附法研究吸附时间、Cd2+初始质量浓度、吸附剂投加量、溶液pH值以及黑炭粒径对Cd2+吸附率的影响.结果表明,吸附时间为2h时基本达到吸附平衡,准二级动力学方程能很好地描述生物黑炭对Cd2+的吸附过程.Langmuir模型能较好地描述生物黑炭对Cd2+的等温吸附过程,根据该模型模拟得到25℃条件下Cd2+最大吸附量为6.22mg·g-1.Cd2+去除率随生物黑炭投加量的增加而增大;生物黑炭对Cd2+吸附量随其粒径减小而增大;溶液初始pH值为4.0～7.5时,pH值变化对Cd2+吸附量的影响不显著.采用人居生活废弃物生物黑炭去除水溶液中Cd2+时,控制溶液Cd2+初始质量浓度30mg·L-1,粒径小于0.25 mm,投加水平8g·L-1,反应温度25℃,反应时间1～2h,Cd2+去除率可达80％.人居生活废弃物生物黑炭可以作为去除污染水体中Cd2+的吸附剂.     

麦秸水热炭及其改良产物对水稻产量和稻田氨挥发排放的影响

水热炭的酸性特性及材料吸附性质为其稻田回用及氨挥发损失控制提供了可能.为实现农业废弃物的资源化利用和稻田环境损失控制,本研究以小麦秸秆为原材料,通过土柱模拟试验,考察了麦秸水热炭（WHC）及其水洗改良产物（W-WHC）对水稻产量和稻田氨挥发排放的影响.结果表明,麦秸水热炭及其改良产物稻田回用能够增加水稻产量,低量添加（0.5%）的增产效应高于高量添加（1.5%）处理.低量添加下,WHC和W-WHC处理的水稻产量分别较对照处理（CKU）增加17.16%和20.20%.结果同时表明,除W-WHC低量添加处理的氨挥发损失量与对照相当,水热炭及其改良产物添加均能够减少稻田氨挥发损失.其中,WHC低量添加和W-WHC高量添加处理的稻田氨挥发损失显著低于CKU处理,NH₃挥发累积排放量分别减少31.01%和17.40%.阶段氨挥发损失结果分析表明,水热炭添加对稻田氨挥发损失的控制效应主要集中在蘖肥期和穗肥期,水热炭添加后蘖肥期田面水氮素浓度的变化和穗肥期田面水pH的改变是秸秆水热炭添加后稻田氨挥发控制的主要驱动因素.结果说明,适宜用量下小麦秸秆碳化还田可以在提高作物产量的同时减少稻田氨挥发损失,是一种适于农业副产物资源化利用的良好方式.     

多级厌氧法处理螺旋霉素工业发酵菌渣效果的研究

通过自主设计的多级厌氧反应器系统来考察半连续处理螺旋霉素工业发酵菌渣的效果。该系统总反应体积为44L，由4个11L的升流式厌氧反应罐组成，罐体间采用串联方式连接。121d的连续运行周期分为3个阶段，各阶段的有机负荷率分别为1．27、1．82和2．73kgCOD／（m3·d）。全过程中主要监测了各级罐体的产气量和螺旋霉素的降解。结果表明，多级厌氧反应器系统启动初期会出现产气不稳定现象，经过2个月的运行之后系统达到稳定状态。在有机负荷达到2．73kgCOD／（m3·d）时，各级罐体仍能稳定运行，总产气的45％集中在1号罐。在系统启动初期，螺旋霉素不能被明显降解。运行约80d后，整个体系达到了快速降解螺旋霉素的状态，在2．73kgCOD／（m3·d）的有机负荷率下，螺旋霉素降解率达到97％，同时可溶性COD降解率也达到了90％。