固体废物堆肥处理过程中生物过滤及其臭气处理技术

臭气控制与处理是堆肥过程不可缺少的环节，国际上对其重视程度越来越高。生物过滤技术是新型的堆肥臭气处理技术，十几年来各国研究人员对其进行了大量研究。介绍了该方法的发展和现状，并对各种生物过滤器的选材、结构和特点进行了归纳。同时总结了堆肥臭气的起因以及其它各种臭气控制与处理方法。     

城市生活垃圾堆肥厂臭气的产生及防控技术进展

阐述了城市生活垃圾堆肥厂臭气的产生、成分及其危害,认为垃圾堆肥厂臭气成分概括来讲主要分为硫化物、胺类、挥发性脂肪酸、酮类以及醛类,但详细、完整的臭气成分还有待于今后进一步研究。对于臭气的防止及其控制技术,进行了总结。堆肥臭气主要防止措施包括在堆肥结构、通气方式、外加改良物质等方面进行的优化与控制。着重介绍了四种生物除臭法,即生物过滤法、生物洗涤法、生物滴滤法和曝气式生物除臭法的各自特点和技术进展。最后认为由于垃圾堆肥恶臭成分的多样性,单一的处理方法往往效果有限,两种或两种以上的方法联用具有较好的发展前景。     

基于好氧堆肥的餐厨垃圾肥料化利用污染分析及控制策略

基于高温好氧堆肥工艺,从收运、前处理、堆肥、后处理和产品施用等环节全面分析餐厨垃圾肥料化利用过程中产生的臭气、废水、盐分、油脂等污染,分析潜在的污染源强,提出控制方法并给出了控制效果。该研究结论是目前国家《餐厨和厨余垃圾肥料化利用污染控制技术规范》研编过程中的阶段性成果。     

厨余垃圾堆肥过程中恶臭物质分析

恶臭污染已成为生活垃圾堆肥过程中的主要环境问题.以大类粗分后的厨余垃圾作为研究对象,利用嗅觉测定法和GC-MS分析了不同阶段堆肥尾气的臭气浓度和恶臭化合物的种类及其排放浓度,并对不同堆肥阶段臭气浓度和恶臭物质排放浓度的相关性进行分析.结果表明,厨余垃圾堆肥过程中共检测到43种挥发性有机物,其中含硫臭气物质5种,烃类化合物22种,芳香烃类化合物11种,其它物质5种.通过相关性分析,发现硫化氢、甲硫醇、1,3-二甲基苯和邻二甲苯与臭气浓度极显著相关(P<0.01),二甲二硫和对二甲苯与臭气浓度显著相关(P<0.05),因此在厨余垃圾堆肥过程中要对这6种臭气物质进行重点监测和控制.     

有机废弃物好氧堆肥过程中微生物及酶活性变化状况综述

系统总结了有机固体废物好氧堆肥化处理过程的调控手段、堆肥各个阶段的微生物群落演替、堆肥过程中酶活性的变化以及臭气的产生情况。堆肥过程中温度变化对微生物的生长繁殖产生显著影响,微生物群落先由嗜温菌演替至嗜热菌,再由嗜热菌演替至嗜温菌,有机物被逐步降解。各种有机物降解需不同酶参与,主要有芳基硫酸酯酶、脲酶、蛋白酶、葡萄糖激酶、纤维素酶、β-葡萄糖苷酶、过氧化物酶等;微生物发酵过程蛋白质的降解产生NH_3,厌氧条件下硫酸盐还原菌与产甲烷菌的生命活动产生H_2S,氨基酸脱羧作用、厌氧降解及局部厌氧发酵产生挥发性有机物(VOCs),这些臭味物质均会对环境造成二次污染。可以尝试调控微生物酶系统来提高堆肥效率,并阻断发酵过程中臭气物质的产生。     

半透膜覆盖好氧堆肥技术应用现状综述

膜覆盖好氧堆肥技术是近年来有机质好氧处理方式的研究热点,该技术主要由膜覆盖系统、微压送风系统和控制系统组成.膜盖层是由两层高品质抗紫外线布层和一层聚四氟乙烯半透膜组成的3层材料,具有耐水透气的优点,既能阻隔外界环境使堆体不受雨雪天气影响,又能减少臭气的挥发,使堆体达到封闭发酵的环境条件.本文介绍了膜覆盖好氧堆肥技术的特点及优缺点,阐述了国内外膜覆盖好氧堆肥技术的研究进展和应用现状,分析了我国在膜覆盖好氧堆肥技术领域研究的不足之处,并指出未来应加深对堆肥全过程的工艺过程控制研究,拓展膜覆盖的应用范围,用于畜禽粪便、餐厨垃圾等其它有机垃圾处理领域.     

堆肥工艺参数对高氮污泥堆肥氨气产生的影响

为减少堆肥过程中所产生的臭气污染,探讨了高氮污泥堆肥过程中氨气的产生规律及影响因素。改变堆肥原料的C/N比、含水率及温度,观察氨气产生速率及浓度的变化。结果表明:氨气产生速率峰值约出现在第4天,在第15天后基本趋近于0;当碳氮比达到31,初始含水率为55%,环境温度为25℃时,氨气产生速率及浓度较小。     

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。     

恶臭物质处理装置

近年,日本广泛开展污泥堆肥处理的研究,过去对堆肥场排出的含高浓度醛类等的臭气用吸收、吸附、土壤脱臭及综合方法处理,但这些方法对乙醛的吸收率都低,臭气浓度很难降到1000以下。现在日本扶桑公司开发了一种新的处     

污泥高温好氧发酵的原理及影响因素

好氧堆肥技术因其堆肥效率高,异味、臭气少等优点在众多污泥处置方法中独树一帜,本文对对污泥好氧堆肥发酵的基本原理和工艺流程进行阐述,然后分析污泥高温好氧发酵的影响因素.     

解磷微生物强化堆肥磷组分转化研究进展

好氧堆肥是有机废弃物资源化的有效途径之一,但堆肥产品的供磷肥力较化肥相差甚远,使得有机废弃物堆肥产品在市场上存在竞争短板,因此,调控堆肥磷素资源有效性和磷组分转化具有重要意义。针对堆肥过程中可促进难溶性磷活化的解磷微生物,利用微生物强化和微生境调控手段,提高磷转化相关功能微生物在堆肥中的相对丰度和活性,能够显著改善堆肥过程磷组分形态,提升有效磷含量,但该过程易受到物料来源、堆肥过程工艺条件、微生物种间关系等多重因素影响。因此,综述了堆肥磷素转化规律及堆肥解磷微生物动态特征,阐述了外源接种解磷菌剂和堆肥添加生物炭等内源调控堆肥微环境的解磷微生物强化方法,讨论了堆肥内源、外源解磷微生物调控的关键限制因子(温度、C/N、含水率等),以期为探索堆肥磷素定向转化调控技术、开发富磷堆肥产品提供理论依据。     

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。     

有机固废堆肥中产臭及除臭技术的微生物作用机制研究进展

持续推进有机固废资源化安全处置是国家环境管理的重要任务,也是落实"无废城市"发展路线的重要一环.堆肥是通过生物转化实现有机固废资源化利用的重要技术手段.然而,堆肥过程中会产生大量组分复杂的恶臭气体,已成为适应国家发展需求的资源化技术瓶颈.对有机固废堆肥恶臭气体的主要组成、生成转化的途径及核心微生物、生物除臭技术进行综述,结果表明:①堆肥中以NH₃、H₂S等含氮、硫类化合物为主要恶臭物质.②氨化细菌、硝化细菌、反硝化细菌及硫酸盐还原菌在恶臭气体生成转化途径中发挥主导作用,由ureC、amoA、napA、nosZ及dsrA等多个功能基因驱动完成;pH、温度等环境条件会影响微生物的活性,并作用于物质转化过程,最终影响到恶臭气体的产生.③原位添加微生物菌剂和异位生物反应器处理中的微生物将恶臭物质作为营养组分进行吸收降解,是绿色减排的重要技术.      

基于文献计量的堆肥研究现状与趋势研究

利用文献计量法和信息可视化软件VOSviewer对Web of Science文献检索中的SCI-EXPANDED数据库获得的检索结果分析当前堆肥研究的现状和发展趋势。美国、中国和西班牙三个国家发表的论文数量分别占论文总数量前三位。从研究内容上看,堆肥、降解、污泥、有机物、氮和重金属等关键词出现的频率较高。结果表明堆肥研究将侧重在堆肥的碳氮元素变化、堆肥对植物生长的影响、堆肥腐熟度和稳定度的判定、污泥堆肥重金属元素的生物有效性等方面。     

堆肥在土壤修复与质量提升的应用现状与展望

堆肥作为一种经济有效、环境友好的技术手段,通过生物强化将垃圾有机质转变为富含多种功能基团的大分子胡敏酸类的产品,可修复和改善土壤质量,将垃圾中的有效资源最大程度循环固定回土壤中,有效解决我国耕地超负荷种植、有机质持续下降等突出矛盾。对目前国内外利用堆肥在土壤修复与质量提升方面的研究进行了综述,对常见土壤污染类型如重金属污染、盐污染和有机氯农药污染的修复以及土壤碳库质量的提升和全球碳循环进行了详细讨论,并展望堆肥应用的未来,以期对今后有机垃圾处理—胡敏酸类物质工程应用—土壤修复与质量提升全链条深入研究,土壤修复与质量提升技术的理论依据和促进实际应用的发展提供参考。     

废弃鲜烟叶田间就地堆肥促生长机制研究

烟草种植过程中产生的废弃鲜烟叶同时含有有机质、钾及病原菌,田间就地堆肥可以低成本实现其无害化处理与资源化利用. 为明确废弃鲜烟叶堆肥产品中溶解性腐殖质的含量与功能,研发出废弃鲜烟叶野外强化堆肥模式进行高效返田,开展了废弃烟叶田间直接就地堆肥、废弃烟叶接种有机肥堆肥、废弃烟叶接种土壤堆肥以及废弃烟叶接种土壤和复合肥堆肥,将4种堆肥模式下获得的产品用于烟草盆栽试验,研究了其在添加与不添加化肥复合肥下对土壤肥力、土壤酶活、特征功能基因、病原菌及作物生长的影响. 结果表明:①施加烟叶有机肥能显著增加土壤中溶解性腐殖质的含量,抑制微生物的硝化和反硝化过程,促进全氮保存和碱解氮供给,同时有机肥中的溶解性腐殖质组分还可提升土壤速效钾和有效磷的含量. ②施用烟叶有机肥能增加土壤过氧化氢酶活性,抑制土壤青枯病. ③有机肥施用后,土壤中增加的溶解性腐殖质促进了碱解氮供给,引起了盆栽作物的株高、茎围、叶片数、最大叶长、最大叶宽增加. ④与不添加有机肥的对照组相比,施用废弃烟叶接种土壤和复合肥堆肥得到的产品,在盆栽过程的团棵期(37 d)时株高、茎围、叶片数、最大叶长、最大叶宽分别提高了78.7%、23.1%、26.8%、45.5%、49.6%;在旺长期(56 d)时最大叶长、最大叶宽分别提高了18.5%和16.5%,在成熟期(100 d)时分别提高了11.6%和19.7%. 研究显示,废弃鲜烟叶+土壤+化肥复合肥堆肥工艺制备的有机肥能显著增加土壤溶解性腐殖质,提升土壤固氮、释磷、促钾的能力,改善烟叶的农艺性状.      

餐厨垃圾综合资源化处理技术实例研究

在目前餐厨垃圾处理现状基础上,介绍了一种餐厨垃圾处理工艺,采用机械生物处理技术,包括收运系统、粉碎分选预处理、厌氧发酵生物处理、沼气热电联供、有机堆肥、废水处理、除臭系统多个环节,分离出油脂进行回收,垃圾厌氧发酵产生沼气发电,沼渣进行堆肥,以期实现餐厨垃圾减量化、无害化、资源化,解决"垃圾猪"、"地沟油"问题。     

张红玉,张玉冬,顾军,李国学,袁京

为了降低厨余垃圾堆肥过程中H₂S和NH₃这2种恶臭物质的排放,通过向堆肥原料中添加玉米秸秆、木本泥炭和木屑3种调理剂,同时以厨余垃圾单独堆肥作为对照,研究调理剂添加对H₂S和NH₃排放的影响.结果表明,3种调理剂的添加均促进了有机物的降解和堆体的快速升温,与对照相比,使堆肥进入高温期的时间提前了3~4d;从电导率和发芽率指数来看,添加玉米秸秆处理的堆肥产品达到完全腐熟的要求,而添加木本泥炭和木屑处理的堆肥产品只是达到了无害化的要求;3种调理剂的添加均不同程度减少了厨余垃圾堆肥中H₂S和NH₃的排放,与对照相比,添加玉米秸秆、木本泥炭和木屑使厨余垃圾堆肥中H₂S的累积排放量分别降低了78.7%,50.3%和89.8%,NH₃的累积排放量分别降低了53.8%、87.7%和63.9%,可见木屑更能有效控制H₂S的排放,而木本泥炭更能有效控制NH₃的排放.     

不同碳源农林废弃物与厨余垃圾协同堆肥对腐熟度和臭气排放的影响

针对北京市生活垃圾分类后厨余垃圾含水率高,在堆肥过程中存在酸化严重、升温慢、渗滤液产率高、产品品质差和臭气排放严重等问题,研究了玉米秸秆、园林剪枝和西瓜秧作为外加碳源对厨余垃圾堆肥腐熟度和臭气排放的影响,其中3种辅料添加比例均为15%,采用机械强制连续通风,通风速率为0.5 L/（kg DM·min）。堆肥周期为16 d,每4 d翻堆1次。结果表明:纯厨余垃圾单独堆肥酸化严重,未升温,添加辅料高温期（>55℃）持续时间超过10 d。碳源辅料影响有机质降解难易程度,西瓜秧添加在堆肥前期升温迅速,园林剪枝在堆肥中期温度较高,玉米秸秆在堆肥中后期温度较高。添加玉米秸秆、园林剪枝和西瓜秧可分别减少95%、39%和17%的渗滤液生成。秸秆和西瓜秧处理的种子发芽率指数（GI）第12天达到100%,比园林剪枝缩短4 d。与西瓜秧相比,添加秸秆减少了66.6%硫化氢（H₂S）和86.3%甲硫醚（Me₂S）排放,园林剪枝减少了82.3% Me₂S排放。影响厨余垃圾堆肥腐熟度和臭气排放的主要理化因素为pH和温度。