复合微生物菌剂对污泥堆肥的作用效果研究

为了研究复合微生物菌剂对污泥堆肥的作用效果,以消化污泥、锯末和回流堆肥为原料,接种不同剂量(0、0.2%、0.5%)的复合微生物菌剂进行室外露天堆肥,分析了温度、含水率、pH值、全碳(TC)、全氮(TN)、种子发芽指数(germination index,GI)的动态变化,结果表明:各堆体温度保持在50℃以上的时间均超过7 d,满足堆肥卫生标准;接种复合微生物菌剂的堆体升温速率和温度最高值均大于未接种堆体,接种复合微生物菌剂有利于增加堆体水分散失量,加快堆体有机质降解速度,降低堆体氮的损失量,提高GI值;其中微生物菌剂接种量为0.5%的堆体,接种处理对水分散失、氮损失的控制和GI值的增加效果较明显.     

温度与秸秆比例对牛粪好氧堆肥的影响

为了研究不同C／N比值在不同温度条件下牛粪堆肥30d时的全量养分和有机质的含量情况,提出了以新鲜牛粪和苜蓿秸秆混合物为堆料,在添加1％的生物腐熟剂的基础上,对堆肥温度及C／N比进行调控,并进行交叉实验。结果表明,（1）采用培养箱进行好氧发酵时,在温度为30℃和45℃的环境下堆肥最佳,温度过低或过高都会影响堆肥。（2）牛粪高温好氧堆肥时,添加一定比例的苜蓿秸秆可以调节堆料的C／N比值、含水量,缩短堆肥时间,其中牛粪与秸秆比例为1：l混合堆肥效果较好。（3）堆肥30d时,堆料的TN、TP和TK含量较堆肥初期都有所增加,有机质含量有所降低是因为矿化和释放养分造成的,且各含量均符合国家有机肥标准。     

接种微生物与人粪便同步连续投加对好氧堆肥效果的影响

利用新型梨形筒式好氧堆肥反应器,在通风量为3．0L／min,搅拌频率为5min／h的条件下,就不接种微生物、接种土著菌种、枯草芽孢杆菌与酵母菌时人粪便连续投加好氧堆肥效果进行了对比。堆制20d即2个运行周期中各堆体的温度、含水率、COD、总氮、pH值与GI等的变化表明,接种微生物可以显著提高堆体的升温速率与堆体平均温度、COD降解率、Ct（P〈0．01）,堆肥可迅速达到完全腐熟。接种土著菌种效果最为明显（P〈0．01）,其后相继为枯草芽孢杆菌与酵母菌。接种土著菌种可使堆体温度在50℃以上维持18d,第8天COD降解率达到61．17％、总氮损失率为25．75％,第6天时GI达到108．22％。     

城市污泥堆肥过程中堆体表面沉降及减容率的研究

通过测定堆肥过程中堆体表面沉降量的动态变化,结合堆肥温度、含水量和挥发性固体（VS）含量的变化,对堆体表面沉降和减容率及其影响因素进行研究。研究结果表明,城市污泥：树皮（1：1）处理的升温速率、最高温度和高温维持时间、含水量和VS含量去除率等均高于城市污泥：秸秆（1：1）处理,其灭菌、生物干燥和有机质降解效果较好。堆体表面沉降可分为物理压实沉降和有机质降解沉降,城市污泥：树皮（1：1）的物理压缩沉降量低于城市污泥：秸秆（1：1）,主要是因为秸秆作为调理剂的支撑作用比树皮差;前者的有机质降解沉降量大于后者,这与堆肥温度、含水量和VS含量的去除率等因素有关。     

温度对生活垃圾堆肥效率的影响

温度是堆料中微生物生命活动的重要标志，它直接影响堆肥反应速率，是堆肥能否顺利进行的主要因素。本试验利用可自动加热堆肥反应器，在一定条件下研究不同温度对生活垃圾堆肥效率的影响。通过监测出口气体中O2和CO2气体的浓度，计算堆料中有机物降解速率。试验表明，当反应条件为生活垃圾：成熟堆肥=80：20，有机物约为60％，初始含水率为55％，初始C／N比为25，堆肥温度控制在55℃左右时，能加速高温菌繁殖，从而加快垃圾分解速度，大大缩短堆肥腐熟时间。     

温度与秸秆比例对牛粪好氧堆肥的影响简

为了研究不同C/N比值在不同温度条件下牛粪堆肥30 d时的全量养分和有机质的含量情况,提出了以新鲜牛粪和苜蓿秸秆混合物为堆料,在添加1%的生物腐熟剂的基础上,对堆肥温度及C/N比进行调控,并进行交叉实验。结果表明,（1）采用培养箱进行好氧发酵时,在温度为30℃和45℃的环境下堆肥最佳,温度过低或过高都会影响堆肥。（2）牛粪高温好氧堆肥时,添加一定比例的苜蓿秸秆可以调节堆料的C/N比值、含水量,缩短堆肥时间,其中牛粪与秸秆比例为1：1混合堆肥效果较好。（3）堆肥30 d时,堆料的TN、TP和TK含量较堆肥初期都有所增加,有机质含量有所降低是因为矿化和释放养分造成的,且各含量均符合国家有机肥标准。     

复合微生物菌剂强化堆肥技术研究

采用复合微生物菌剂对生活垃圾的接种堆肥技术进行了实验研究。通过测定堆肥过程中反应器出口O2、CO2与H2S气体浓度及对堆肥样品扫描电镜照片分析，比较了3个接种组与1个对照组中堆料中微生物总数变化、种群结构演替及堆肥腐熟速度。试验结果表明，在原料成分为：生活垃圾／成熟堆肥=80／20，有机物约为60％，初始含水率为55％，初始C／N-30时，对于不同接种量的复合微生物接种系统堆料中分别接种0．2％、0．3％、0．5％(质量百分含量)，与加入0．3％灭活菌的对照组进行对比实验，接种复合微生物菌剂堆肥系统不仅微生物总数高于对照组，而且其种群结构合理，能明显提高堆肥效率，有效控制臭气的产生，提高堆肥腐熟度。     

低温型复合发酵菌剂接种鸡粪堆肥的效应

以鲜鸡粪为主要材料,进行了低温启动型复合发酵菌剂在低温环境下的堆肥发酵试验,研究分析了发酵过程堆肥的温度、水分、pH值、C/N、灰分、NH4+-N和有机质含量的变化。结果表明：在15℃条件下,研制的发酵菌剂可使鸡粪堆肥在24 h内启动发酵,提早启动2 d以上,堆温达到50℃以上的时间提前5 d左右,维持55℃以上高温达到14 d,低温启动效果明显,且堆温较高;可加快堆肥物料水分的挥发,降低C/N比,发酵15 d后种子发芽指数达到80.4%,比对照提前12 d,发酵进程显著加快;虽然堆肥有机质的损失率略高于对照,但全氮的损失率却低于对照,堆肥铵态氮的含量提高70.2%,保氮效果显著。     

投加方式和通风速率对脱水污泥堆肥效果的影响

为了在降低能耗的前提下获得更高的污泥堆肥效率和提高堆肥产品质量,利用梨形筒式好氧堆肥反应器,设置2种物料投加方式和3种通风速率,研究堆肥过程中温度、含水率、总氮以及发芽指数（GI）的变化特性。结果表明,与间歇式堆肥相比,连续式堆肥可以显著提高堆体温度和堆体腐熟度,降低堆体含水率及缩短腐熟期,但氮素损失也显著增大（P-1的连续式堆肥,堆体维持高温时间最长,且最终温度稳定在较高温度47～48 ℃,堆末含水率最低,氮素损失处于三者的中间水平,腐熟期最短。综合分析,在通风速率为1.95 L·min-1的连续运行方式下,梨形筒式反应器用于污泥稳定高效堆肥是可行的。     

城市污泥与水葫芦堆肥性质变化规律

采用仓式好氧堆肥方法,研究了不同比例的城市污泥和水葫芦混合物料堆肥过程中各项评价参数(温度、含水率、pH、有机质和总氮)的变化规律。结果表明:堆肥过程中,堆体温度、含水率变化过程为先上升,再下降;堆体的pH和总氮变化过程为先降低再升高,最后趋于稳定。有机质含量在堆肥48 h内迅速下降,之后缓慢下降。对小堆体,大风量更有利于有机质的降解,但不利于氮素的保存。当m(污泥)∶m(水葫芦)为4∶1时的堆肥效果要优于m(污泥)∶m(水葫芦)为2∶1时的堆肥效果。     

粪便与生活垃圾混合堆肥过程控制

采用强制通风静态仓进行粪便和生活垃圾混合堆肥,以玉米秸为调理剂,石灰调节pH,考察正压鼓风和负压抽吸2种通风方式对不同堆料配比堆肥过程的控制效果。试验结果表明,5种堆料配比的中层温度都达到了50℃,并保持了5 d以上,达到了堆肥无害化和稳定化的要求。正压鼓风堆料底部温度较低,负压抽吸堆料底部热量容易聚集,但是后者堆体温度分布相对均匀。负压抽吸对水分的去除效果差于正压鼓风。对于温度未达到50℃的堆料应回流处理保证无害化。粪便有机物含量高,堆肥初期易酸化,添加石灰调节pH,使堆肥顺利升温,缩短发酵期,石灰合理添加量为2%(质量分数)。采用负压抽吸的通风方式,散除堆肥初期的挥发性有机酸,再经过冷凝除臭器脱酸除臭后排放,是一种可取的方式。     

添加小麦秸秆对猪粪高温堆肥腐熟进程的影响

选用猪粪与小麦秸秆为堆肥原料进行高温好氧堆肥实验,研究添加小麦秸秆对猪粪高温好氧堆肥过程中堆体温度、pH值、种子发芽指数、碳氮比和养分等理化指标的影响,寻求猪粪高温堆肥时的最佳秸秆配比,旨在为猪粪快速资源化利用提供科学依据。结果表明,猪粪高温堆肥时添加小麦秸秆可以缩短进入高温发酵阶段的时间,减少氮素损失,加快C/N的降低速率,加速有毒有害物质分解。其中猪粪和小麦秸秆6∶4处理各层温度在2~5 d内上升至50℃,并持续37~46 d,在堆肥结束时,有机质和速效氮含量较堆肥初期下降幅度最小,分别为33.90%和23.76%,全氮、全磷、全钾、速效磷和速效钾含量较堆肥初期提高幅度最大,分别为13.34%、20.24%、53.19%、41.53%和16.57%。若以种子发芽指数80%作为堆肥腐熟的评价指标,猪粪和小麦秸秆6∶4配比堆肥的腐熟速度比纯猪粪快18 d,36 d即可腐熟。综合判断,实际应用中,猪粪与小麦秸秆按体积6∶4进行堆肥较为适宜。     

牛粪与小麦秸秆混合高温堆肥的腐熟进程研究

通过研究牛粪与小麦秸秆混合高温堆肥的腐熟进程,寻求最佳的堆肥体积比,旨在为农业废弃物快速资源化利用提供科学依据。将牛粪与小麦秸秆分别按体积比10∶0、8∶2、6∶4、4∶6、2∶8混合,高温堆肥64d,研究各种处理下堆肥进程。结果表明,与纯牛粪高温堆肥相比,添加小麦秸秆可以加快堆肥升温速度,抑制高温堆肥前期pH的升高和氨气挥发,减少氮素损失,加速堆肥内有毒有害物质分解,加快C/N降低速率。其中牛粪和小麦秸秆以6∶4的体积比混合高温堆肥时效果最好,堆肥结束时有机质和速效氮下降幅度最小,分别为31.84%和18.18%,全氮、全磷、全钾、速效磷和速效钾的提高幅度最大,分别为15.86%、13.64%、9.42%、22.73%和29.30%。若以种子发芽指数80%作为堆肥腐熟的评价指标,牛粪和小麦秸秆按6∶4体积比混合高温堆肥43d即可腐熟,比纯牛粪腐熟提前了12d。综合判断,实际应用中牛粪与小麦秸秆按6∶4体积比进行高温堆肥较为适宜。     

利用逐级提高进料浓度的方法启动完全混合反应器处理鸡粪

为了改进完全混合反应器（continuous stirring tank reactor, CSTR）厌氧消化处理鸡粪的启动效果,通过逐级提高进料鸡粪浓度的方法在CSTR中进行中温（36 °C）厌氧消化的启动实验,实验分为2个步骤：污泥适应性驯化和消化能力提升,即通过间歇添加2%浓度鸡粪的方法驯化活性污泥;利用逐级提高进料鸡粪浓度（2.1%、3.2%和5.2%)的方法提高污泥消化能力。结果表明：通过逐级提升进料鸡粪浓度的方法能够驯化出处理一定浓度鸡粪的活性污泥,当进料鸡粪浓度达到5. 2%时,CSTR进料有机负荷（organic loading rate, OLR）、总固体含量（total solid, TS）去除率和产沼气量分别达到1.5 g·（L·d）-1、60%和1 L·（L·d）-1,甲烷体积分数稳定在（65±3）%左右,总氨氮浓度最高达到1 200 mg·L-1,没有出现氨抑制的现象,污泥活性随进料鸡粪浓度提升而逐步得到驯化,从而成功启动反应器正常运行。为CSTR厌氧消化处理高氮基质启动提供了新的方法,具有重要的理论和实践意义。     

筒仓式堆肥反应器不同通风量对堆肥效果的影响

使用筒仓式堆肥反应器,利用含水率为70%的鸡粪作为堆肥原料,分别向堆料中通入12、6和2.4 m3·min-13种不同的通风量,研究不同的通风量对堆肥效果的影响。研究表明,合理的通风量对于堆肥的快速发酵非常重要,通风量为12 m3·min-1时堆肥效果最佳。当通风量为6 m3·min-1和2.4 m3·min-1时,堆体的全氮含量最终都有所下降,说明其通风量不能满足堆体快速发酵对氧气的需求,所以堆体内发生了部分厌氧反应。而6 m3·min-1的通风处理全磷的增加量最大,说明此处理减少了物料中磷的损失,增加了有效磷的含量。当通风量为12 m3·min-1时,与其他2个处理相比,高温期持续时间更长,有机质降解量更大,氮磷等养分的增加量更大,种子发芽率也更高,这些都说明了通风量为12 m3·min-1时堆肥效果最佳。     

Fate of nitrogen during composting of chicken litter

Chicken litter (a mixture of chicken manure, wood shavings, waste feed, and feathers) was composted in forced-aeration piles to understand the changes and losses of nitrogen (N) during composting. During the composting process, the chemical [different N fractions, organic matter (OM), organic carbon (C), and C:N ratio], physical, and microbial properties of the chicken litter were examined. Cumulative losses and mass balances of N and organic matter were also quantified to determine actual losses during composting. The changes in total N concentration of the chicken litter piles were essentially equal to those of the organic N. The inorganic N concentrations were low, and that organic N was the major nitrogenous constituent. The ammonium (NH(4)(+))-N concentration decreased dramatically during first 35 days of composting. However, the rapid decrease in NH(4)(+)-N during composting did not coincide with a rapid increase in (NO(3)(-)+NO(2)(-))-N concentration. The concentration of (NO(3)(-)+NO(2)(-))-N was very low (<0.5 g kg(-1)) at day 0, and this level remained unchanged during the first 35 days of composting suggesting that N was lost during composting. Losses of N in this composting process were governed mainly by volatilization of ammonia (NH(3)) as the pile temperatures were high and the pH values were above 7. The narrow C:N ratio (<20:1) have also contributed to losses of N in the chicken litter. The OM and total organic C mass decreased with composting time. About 42 kg of the organic C was converted to CO(2). On the other hand, 18 kg was lost during composting. This loss was more than half (59%) of the initial N mass of the piles. Such a finding demonstrates that composting reduced the value of the chicken litter as N fertilizer. However, the composted chicken contained a more humified (stabilized) OM compared with the uncomposted chicken litter, which would enhance its value as a soil conditioner.     

Microbiological aspects of humid husk composting

The feasibility of composting as disposal practice of husk mixed with olive mill wastewaters (OMW) was studied in the present research. The process was investigated with regards to some reliable and easy to be determined microbial activity parameters such as the ATP content, the activity of a pool of enzymes and the viable counts, keeping in mind the well known bias of this last technique. Two different composting technologies were compared: static pile and reactor by studying the cured composts obtained. Among the bioindicators tested, the composting process trend was described better by the ATP content and the activity of some enzymes. In fact, the ATP content showed an increase during the thermophilic phase in both the pile and the reactor, and decreased at the end of the process, it was also higher in the bioreactor-pile technology than in the pile. With regard to the enzymatic activity, with the reactor technology experiment, two peaks were evidenced in the thermophilic phase and during the curing phase in pile, and a drop during the transfer of material from the reactor to the pile. The quality of the cured product obtained using the reactor technology has been evaluated considering phytoxicity and hygienic features: the stabilised compost resulted to have neither phytoxical effect, nor faecal indicator contaminants.     

辅料及翻抛工艺对干旱地区污泥堆肥C、N动态变化的影响

针对我国西北干旱地区污泥堆肥过程中存在养分损失较大和腐熟度差的问题。采用正交实验的方法开展大型条垛堆肥,研究辅料参数及翻抛工艺对堆肥过程中C和N养分动态变化的影响,并利用Topsis分析筛选最优处理,达到当地污泥堆肥过程中减少养分损失和提高腐熟度的目的。结果表明,当玉米秸秆配比为15%时,全氮损失量最小,为3.67%。硝态氮的质量分数在堆肥阶段呈持续上升的趋势,铵态氮的质量分数在堆肥过程中先增加后减小,在堆肥结束时,堆体硝态氮和铵态氮的质量分数均随着秸秆配比的增加而减小,质量分数分别为0.99 g·kg⁻¹和0.78 g·kg⁻¹。堆体有机质的质量分数随着秸秆配比增加而增加,15%秸秆的有机质的质量分数比10%和5%秸秆的分别增加了10.08%和6.61%;堆肥过程中堆体C/N比整体呈现W型变化趋势,结束时堆体C/N比随秸秆配比增加而减小。种子发芽指数 (GI) 随着秸秆配比增大而增加,当玉米秸秆配比为15%时,种子发芽指数均超过100%。Topsis分析表明,最优条垛式堆肥处理为T7 (15%秸秆配比+5 cm秸秆粒径+常规翻抛) ,是一种适合西北干旱地区的条垛式污泥堆肥方法。本研究结果可为该地区的生活污泥条垛式堆肥提供参考。     

通风对微小型密闭好氧堆肥过程的影响

为探究适于未来星球基地长期载人航天任务应用的微小型密闭好氧堆肥装置的运行条件,以小麦秸秆和模拟粪便的混合物为实验材料,开展了4种通风速率对堆肥过程的影响研究。结果表明,0.025、0.050、0.075和0.100 m³·(m³·min)⁻¹处理组高温期分别维持了125、125、43和24 h,0.050 m³·(m³·min)⁻¹的O₂消耗速率和CO₂产率为4个处理组最大。CH₄和N₂O主要产生于堆肥初期,累积排放量以0.100 m³·(m³·min)⁻¹处理组的最高,分别为296.50和169.16 mg·kg⁻¹。从堆体氨氮指标测试结果来看,0.050 m³·(m³·min)⁻¹处理组含量最高,其保氮效果最好。4个处理组的GI分别为64.09%、97.26%、72.95%和66.07%。综合各种指标分析认为,适于未来星球基地任务应用的微小型密闭好氧堆肥装置通风速率可以设置为0.050 m³·(m³·min)⁻¹,该通风速率既能确保堆肥过程中微生物对氧气的需求,又能减少热量的损失,产生的污染气体量相对较少,所得的堆肥产品质量最佳。