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。     

微生物调控对牛粪堆肥的生物特性影响

研究了微生物调控对牛粪堆肥生物特性的影响.结果表明:(1)与对照相比,接菌(添加HM菌剂)处理可使牛粪堆肥提前2d进入高温期,高温持续时间延长2d.即接菌处理的堆肥温度在第4天达到50.5℃,并保持50℃以上的温度14 d;而对照在第6天达到50.0℃,并保持50℃以上的温度12 d.(2)2种处理堆肥的pH总体呈先升高后降低的趋势,接菌处理的堆肥pH上升幅度不大,比对照低0.1～0.5个pH单位.(3)接菌处理有利于提高牛粪堆肥的纤维素酶、蔗糖酶、脲酶活性水平和峰值.(4)脲酶活性与其他因素之间呈显著负相关(p＜0.01),而温度、pH、蔗糖酶活性和纤维素酶活性之间呈显著正相关(p＜0.01).     

林可霉素菌渣与牛粪联合堆肥实验研究

抗生素菌渣因含有抗生素残留而成为一种较难处理的废弃物,不合理的处理方法极易造成环境污染和生态危害,同时也会造成资源浪费.为了探讨林可霉素菌渣堆肥化处理的可行性,设计了林可霉素菌渣与牛粪的联合堆肥实验.4个堆肥处理的林可霉素初始含量分别为1.35 mg/g(干重)、1.89 mg/g(干重)、3.52 mg/g(干重)和...     

添加不同量的腐殖酸对猪粪堆肥中主要养分变化的影响

腐殖酸是一种可以控制堆肥氮素损失的天然固定剂,通过研究腐殖酸对猪粪堆肥过程中主要养分含量变化的影响,确定了腐殖酸的最佳加入量.结果表明,加入5%含量(占鲜猪粪重)的腐殖酸最有利于发酵反应的进行,能够促进有机质的分解,有效控制氮素损失,可使速效钾含量增加,但对有效磷的转化能力影响不大;与其他处理相比,加入5%含量的腐殖酸...     

一种新型可控堆肥反应器系统的快速厌氧堆肥研究

采用自制的好厌氧堆肥综合反应器系统进行厌氧堆肥实验。堆肥物料质量比为:污泥∶木屑∶聚丙稀酸钠(PAAS)=1∶0.15∶0.01,活性干酵母粉以50 mL/5 g的比例用5%生理盐水稀释后,按照5 g酵母粉/kg物料的比例掺入上述混合堆料中。研究表明,采用新型反应系统用于厌氧堆肥,能在21 d内完成一个堆肥周期,且堆肥过程各指标变化规律性强,堆肥效果稳定。     

Detection of Escherichia coli in a cattle manure composting process by selective cultivation and colony polymerase chain reaction

Livestock manure is suitable for use as a composting material. However, various intestinal microbes, such as Escherichia coli, are significant components of such manures. Thus, it is desirable that the level of intestinal microbes, and particularly opportunistic pathogens, in compost is inspected and counted regularly. The sensitivity and specificity of detection of E. coli in compost have been improved by selective cultivation followed by colony polymerase chain reaction (PCR) using the ECO primer. Indeed, the sensitivity of this method is higher than that of DNA extraction from compost and PCR. In this study, changes in numbers of E. coli present in a field-scale composting process over time was assessed using selective cultivation and colony PCR. Numbers of ECO-positive colonies after 24 h decreased, with a concomitant rise in compost temperature. ECO-positive colonies were not detected from 33 to 48 h. However, ECO-positive colony numbers increased beginning on day 4 and continuing until day 42. Thus, it seems likely that the high temperatures reached during the composting process did not affect E. coli numbers in the final compost. Additionally, selective cultivation followed by colony PCR using specific primers is an appropriate method of determining levels of cultivable pathogens in composted materials.     

一种新型可控堆肥反应器系统的快速好氧堆肥实验

研究自制可控堆肥反应器对城市污泥进行快速好氧堆肥的工艺效能。实验结果表明:新型堆肥反应器的可控性强。当初始入料堆体温度控制在40℃左右,含水率控制在50%左右时,堆体温度能在第3天就升至55℃以上,并维持5 d以上。含水率、pH、电导率、种子发芽指数(G I)和可挥发性固体(VS)等指标均具有良好的变化规律,均可作为堆肥腐熟度的表征和评价参数。反应器13 d即可完成一个堆肥周期,且堆肥产品的腐熟程度极高。     

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。     

不同生物炭对猪粪堆肥过程中抗生素及抗生素抗性基因的削减规律研究

为探讨不同类型生物炭对猪粪堆肥过程中抗生素和抗生素抗性基因(ARGs)的削减规律,分别将玉米秸秆生物炭、竹炭和猪粪生物炭添加到猪粪中进行好氧堆肥,解析不同类型生物炭添加对猪粪堆肥过程中抗生素浓度和ARGs丰度的影响.研究发现,添加竹炭堆肥对抗生素的平均去除率最高(97％),其中对四环素类抗生素的去除率高达98％;添加玉...     

翻转式堆肥反应装置设计研究

以复合微生物菌剂降解垃圾的适宜条件为出发点 ,根据堆肥小试实验结果 ,确定进料垃圾特性、合理的工艺参数及一次发酵完成时间 ,结合制备装置材料的保温性、堆肥物料平衡、热量平衡 ,合理确定反应装置容积、供气方式、操作运行条件 ,开发了翻转式堆肥反应装置。该装置具有堆料搅拌均匀、进出料简单、供气均衡等特点     

硫磺和硫酸亚铁对鸡粪好氧堆肥的保氮效果

利用堆肥反应器控制堆肥条件,研究外源添加剂硫磺和硫酸亚铁在鸡粪好氧堆肥中的保氮效果。结果表明：与无添加剂的对照（CK）比较,堆肥中添加硫磺（T1）对堆肥升温和高温期的维持有一定影响,添加硫酸亚铁（T2）对堆肥升温和高温期的维持均无显著影响,而同时添加硫磺和硫酸亚铁（T3）更有利于高温期的持续,加速有机物的降解。添加硫磺...     

不同堆肥方式对鸡粪与秸秆混合堆肥效果

以鸡粪和玉米秸秆为堆肥原材料,进行了露天堆肥和反应器堆肥对比实验。结果表明,反应器堆肥（堆体P2）较露天堆肥（堆体P1）升温快,堆体P2达到了《粪便无害化卫生标准（GB7959—87）》的要求,堆体P1未达到;在整个堆肥过程中,堆体P1的水分总损失量（26．5％）大于堆体P2的水分总损失量（20．6％）;堆体P1和P2的有机质降解主要发生在堆肥前期0～21d,分别完成了81．4％和84．5％的有机质降解量;堆体P1和P2的C／N比在堆肥过程中均呈下降趋势,最终C／N比分别为18．3和14．8;种子发芽指数GI_P1〈GI_P2,表明采用堆体P2的堆肥产品的植物毒性较堆体P1更小。各指标实测数据表明,反应器堆肥的堆肥产品的稳定性和腐熟程度较露天堆肥更好。     

土霉素残留对猪粪堆肥过程中理化性质的影响

为探讨土霉素残留对猪粪堆肥过程的影响,以猪粪和锯末为原料,设置土霉素初始残留质量浓度分别为0、10、50、100、150 mg/kg的5个处理,进行为期30 d的好氧堆肥,研究土霉素对堆肥过程中温度、含水率、水溶性NH4+-N、水溶性NO3- -N、水溶性有机碳(DOC)的变化影响.结果表明:(1)土霉素残留加速了温度的下降,不利于温度的上升.(2)土霉素初始残留质量浓度为100、150 mg/kg不利于堆肥过程中水分的散失,并且会造成堆肥结束后堆体的高含水率.(3)土霉素抑制了堆肥过程中微生物对有机氮的分解及硝化细菌的硝化作用,其中150mg/kg处理的土霉素抑制作用最显著.(4)堆肥结束后,0、10、50、100、150 mg/kg处理的DOC分别为3 815.65、3 461.88、3 429.28、3 231.18、2 782.09mg/kg.0 mg/kg处理的DOC高于其他4个处理,且与150 mg/kg处理之间差异显著,表明土霉素抑制了堆肥过程中微生物对有机碳的利用,其中150 mg/kg处理的土霉素抑制作用最显著.     

牛粪厌氧发酵的载体筛选试验研究

为了提高厌氧发酵装置的效率,人们研究了各种各样的方法和措施,其中应用填料或载体使生物菌能够延长驻留期是其中的方法之一,开展载体筛选及其结构设计在厌氧发酵装置中的试验,有助于对此问题的深入研究以及将其成果应用于生产实践。通过静态载体筛选试验选择了玻璃纤维作为载体、PVC塑料管作为载体骨架制成的装置在动态序批式厌氧发酵装置中进行了试验。结果表明：此载体骨架结构对于牛粪动态厌氧发酵具有明显的提高产气效率、改变产气质量和促进有机物转化为挥发性脂肪酸的作用。     

猪粪堆肥中铜锌与腐殖质组分的结合竞争

为研究猪粪堆肥中铜锌与腐殖质组分的结合竞争,以猪粪和秸秆为堆腐原料,进行了为期36 d的好氧堆肥实验,研究猪粪堆肥过程中腐殖质组分(胡敏酸和富里酸)、胡敏酸结合态铜锌、富里酸结合态铜锌含量的变化。结果表明,堆肥结束后,腐殖化程度提高,胡敏酸碳含量增加394.4%,富里酸碳含量降低64.9%,腐殖化指数从0.24增加到3.33;随着堆肥的进行,胡敏酸结合态铜锌含量分别增加394.3%和56%,而富里酸结合态铜锌含量分别下降17.5%和28.4%;相关分析表明,胡敏酸结合态铜、富里酸结合态锌与胡敏酸、富里酸碳含量及腐殖化指数均成显著相关(P<0.01);堆肥过程中,胡敏酸结合态铜与富里酸结合态铜之比大于1,而胡敏酸结合态锌与富里酸结合态锌小于1,另外,胡敏酸中的Cu/Zn大于1,而富里酸中的Cu/Zn小于1,表明在腐殖质中铜主要与胡敏酸结合,而锌主要与富里酸结合。研究揭示了猪粪堆肥中重金属铜锌与不同腐殖质组分的结合竞争关系,为畜禽粪便堆肥土地利用的风险评估和风险控制提供科学依据。     

城市生活垃圾堆肥试验装置的设计

堆肥装置是研究堆肥过程中各种参数变化和获取优化参数的必不可少的工具.本文从堆肥维持其温度的先决条件出发,并在大量调研的基础上确定了实验室好氧发酵装置的合理尺寸、渗沥水收集和回喷系统、布气系统等.该装置的尺寸为长1 m,宽0.5 m,高0.6 m,堆料的高度为0.48 m;根据垃圾样品的理化性质,确定了渗滤液回喷的时间为116 s、鼓风机的风量为0.055 m3/min,风压为300 Pa,并且对其引入自动控制设备,使通风工作5 min、休息35 min.最后利用生活垃圾堆肥试验验证该装置满足堆肥的一次发酵要求.该装置采用自动控制系统,布水、布气均匀,保温效果好,发酵过程温度测定方便快捷,而且还有功率消耗小、臭气集中易于处理的优点.     

猪场废弃物强制通风静态仓堆肥系统的试验研究

通过组织5个猪场废弃物堆肥试验,度量温度、表观性状、体积、重量损失、全氮、全磷、大肠杆菌值、蛔虫卵杀灭率和发芽指数等指标,检验了开发的强制通风静态仓堆肥系统的性能.结果表明,除起始含水率为80%试验堆体因起始含水率过高导致发生厌氧反应外,其余4个堆体均实现堆肥无害化、减量化、稳定化和资源化的处理目标;堆肥温度维持50℃以上5～7 d,或55℃以上3 d是大肠杆菌值达到国家粪便无害化卫生标准的必要条件;堆肥过程能有效脱除堆料的生物毒性,后腐熟阶段是必需阶段;氮、磷、钾等主要营养元素在堆肥前后呈现"浓缩效应".因此,堆肥化能提高猪场废弃物肥效和利用价值.     

含固率和电极间距对牛粪发酵产电性能的影响

随着能源短缺和环境污染等问题的日益严重,农业废弃物资源化利用引起了广泛关注。为了从牛粪等农业生产废弃物中获取新能源,减少农业固体废物对环境的污染,研究了含固率和电极间距对牛粪发酵产电性能的影响,分析了产电过程中电压、电流、功率密度、挥发性脂肪酸VFA和COD等指标的变化规律。结果表明,含固率对牛粪发酵产电性能影响较大,电极间距影响较小。在碳氮比(C/N比)为18,含固率为1%,电极间距为2.5 cm时,产生的电压最高可达0.79 V,电流最高可达0.58 mA,功率密度幅值高达398 mW/m2,发酵产电结束后VFA增加了250%,COD去除率超过了80%。     

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pH、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pH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(mS/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。     

基于麦饭石与添加剂不同联用方式对猪粪堆肥过程的调控

针对单一添加剂施用于堆肥中作用有限,且多种添加剂混合施用效果不明的问题,向猪粪堆肥中添加麦饭石,以及其与竹炭和高温好氧菌剂的不同联用处理;通过对理化性质以及门水平上微生物群落的测定,了解各添加剂处理对堆肥过程的改善效果,并用冗余分析探究了微生物群落变化与环境因子的多元关系。结果表明,添加麦饭石及其联用剂对理化性质的优化不明显,尤其未明显加快堆肥速率;在堆肥过程中,门水平上的4种优势菌落数量均发生了变化,pH是该堆肥化过程微生物改变的主要驱动因素;堆肥过程CO₂、CH₄、NH₃及N₂O的排放主要与厚壁菌门和拟杆菌门的菌落活动相关。该研究结果可为堆肥生产中添加剂的混合施用提供参考。