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。     

不同调理剂对有机垃圾好氧堆肥效果的影响

分别以锯末、玉米芯、麦麸、稻壳和堆肥腐熟物作为调理剂,与水果、蔬菜垃圾进行好氧堆肥试验,分析了各处理堆肥过程中的温度、含水率、有机质、p H值、EC、全氮和GI的变化情况。结果表明:各处理组的含水率和有机质总体上呈下降的规律,且堆肥结束时EC都在适宜范围内,堆肥腐熟物处理的有机质下降最高,且全氮含量有所升高;其中,麦麸处理的堆肥升温最快,高温持续时间最长,种子发芽率也最高。综合来看,在本研究范围内,麦麸为水果蔬菜有机垃圾堆肥的最适宜调理剂。     

自发热持续高温好氧堆肥碳、氮、腐殖酸变化过程

为了探索超高温自发热好氧污泥堆肥过程中有机碳、氮、腐殖酸变化过程,以1m³小堆体好氧堆肥的形式进行了深入研究.结果表明：水溶性COD从23.18mg/g增大到47.49mg/g,然后逐渐减少至30.67mg/g.总有机碳和TN在前7d减量最多,分别从207.45mg/g,45.40mg/g降到157.86mg/g,38.23mg/g,并在第35d趋于稳定.NH₄⁺-N从9.89mg/g逐渐增加到14.04mg/g,堆肥过程中NO₂^--N,NO₃^--N含量极低,总含量低于0.07mg/g,不足TN的0.2%.TN损失达82.87%,主要通过氨气挥发的途径.腐殖酸含量前7d从115.12mg/g迅速上升至214.11mg/g,第21d缓慢下降至154.47mg/g,趋于稳定.腐殖度E4/E6在3.49~4.23范围内变化,总体呈上升趋势,不适用于本工艺腐熟判定.     

有机垃圾好氧堆肥法的生化反应机理

本文以垃圾中的各种有机物为电子供体，以Ｏ２为电子受体，以ＮＨ４为微生物细胞合成的氮源，推导了好氧堆肥过程的生化反应计量方程式，并对计量关系式进行了讨论。     

城市有机废弃物的堆肥技术

随着社会的发展,人们迫切需要一个文明、舒适的环境。同时,为了达到生态平衡,必须对废物加以回收、利用、处理和处置。城市固体废弃物在我国习惯称之为垃圾。垃圾处理的主要目标是; ①减量化。减少垃圾处理的体积和重量。②无害化,减少污染排放量,如臭味和     

有机垃圾好氧堆肥过程中微生物生长适应条件的研究

研究了堆肥过程中微生物种群和数量的变化以及堆肥中各种中温微生物的最优生长条件。真菌在高温期是优势菌群，细菌在腐熟期是优势菌群，且经过堆肥发酵后，微生物的种群趋于单一；中温细菌、放线菌、真菌分别在pH为7，8，5的环境下，在C／N为50，30，10的环境下，在2％～5％的NaCl浓度下生长最好；且中温细菌能改变酸性环境，使之适应细菌的生长。中温真菌具有较强的耐酸碱性。中温放线菌具有很强的耐盐性，可在含15％的NaCl溶液中生长。     

污泥高温好氧堆肥的实验研究

城市污水污泥(简称污泥)含有丰富的N、P、K元素及有机质,同时还含有难降解有机物、重金属、病原菌等有害有毒物质,若不加以妥善处理便会造成严重的环境污染,并通过食物链危机人类健康,同时又是资源的极大浪费.本实验针对西北地区污泥特性,采用两阶段高温好氧堆肥工艺,用玉米芯、粉煤灰和麦草做添加剂,将实验堆肥物料的有机质含量调整到50%左右,含水率调整到60%左右,一次发酵采用温度-通风量联合自动控制,二次发酵采用自然通风、翻堆的方式,探讨了不同粒径的玉米芯粒经对污泥堆肥过程中的温度、含水率、有机质、硝态氮等参数的变化影响,以及对堆肥效果的影响.结果表明,添加玉米芯、粉煤灰等添加剂,可使污泥减量化、无害化,并且能够制得肥分较高的堆肥产品.     

有机废弃物堆肥培肥土壤的氮矿化特性研究

为了揭示不同有机废弃物堆肥培肥土壤的有机态氮矿化特性的影响,选取了8种有机废弃物堆肥产品(厨余垃圾、鸡粪、牛粪、菜叶、污泥、番茄残体、生活垃圾、草炭等),分别以0%、5%、15%和30%(质量比)施入土壤,通过室内恒温好气培养试验研究了不同来源堆肥培肥土壤后氮素形态转化的分异规律.结果表明,随培养时间延长,土壤NH4+-N含量快速下降,而N03--N含量则迅速增加,土壤氮矿化量也均显著增加,并在培养后期趋于稳定.其中同种堆肥培肥土壤的氮矿化量的提高幅度30%比例处理>15%比例处理>5%比例处理堆肥产物;而相同比例处理中鸡粪堆肥、草炭堆肥和污泥堆肥产物处理氮矿化量相对较高,其中鸡粪堆肥极显著高于其他堆肥产物处理.而厨余垃圾堆肥和菜叶堆肥产物处理氮矿化量较低,其中生活垃圾堆肥产物处理最低.8种不同有机废弃物堆肥均可提高土壤氮的潜在矿化势(N0)和矿化速率(k),促进土壤中有机态氮的矿化.研究结果证实,堆肥产物培肥土壤后,氮矿化的效应因堆肥种类不同和施入堆肥量不同而异.     

好氧堆肥试验装置的设计

本文阐述了好氧堆肥试验装置的设计,并对堆肥发酵仓容积的确定、外部构形、配套辅助设备和检测仪器均作了详细的介绍。好氧堆肥试验结果表明,该套装置的设计达到了预期的目的。     

好氧堆肥与蚯蚓堆肥对污泥处理污泥效果比较研究

采用自行设计的好氧堆肥装置和蚯蚓堆肥处理装置,以药渣为填充料,开展污泥的处理对比实验,并检测处理过程中各项指标和养分含量的变化,用紫外分光法测得污泥通过好氧堆肥和蚯蚓堆肥过程有机质含量的变化,将两种方法处理后的污泥分别对丁香进行施肥,结果发现施用经好氧堆肥处理后的污泥的丁香生长良好,虽然堆肥熟料中氮元素含量略偏低,但磷元素含量适中,对丁香的生长起到促进作用,经此处理的堆肥熟料由于其肥效高,营养元素丰富,从肥效和成本上有替代常规土壤的可能性,将具有良好的市场前景。而蚯蚓堆肥组中磷含量较高,若经适当处理,则可将其制成蚯蚓活性污泥复合肥,应用于沙地绿化树木的种植,其复合肥肥力高,对生态环境影响小,这种蚯蚓活性复合肥也将具有广阔的前景。     

微生物菌剂对畜禽粪便好氧堆肥过程中重金属钝化与氮转化的影响

本研究探讨了以黄孢原毛平革菌（p）、黑曲霉（a）和地衣芽孢杆菌（b）组合的一系列微生物复合菌剂对猪粪好氧堆肥效果、重金属钝化以及氮转化的影响.研究结果表明,在促进堆肥进程和腐熟程度的效果上,菌剂（b+p+a） > 菌剂（b+p） > 菌剂（p）.当b：p：a=1：5：5时（处理D）,种子发芽率指数（GI）在第16 d即达到80%,且C/N降低至11.4,效果最佳.在重金属钝化方面,钝化效果为：菌剂（p） > 菌剂（b+p+a） > 菌剂（b+p）.重金属Cu和Zn钝化效率在仅添加菌剂（p）时最高,钝化率分别达到69.7%和59.4%.在固氮效果方面,菌剂（b+p） > 菌剂（b+p+a） > 菌剂（p）,当b：p：a=1：8：0时（处理E）,固氮效果最优,与处理B（CK）相比,总氮和有机氮损失分别减少了17.3%和18.5%.由此可见,微生物菌剂配比对猪粪堆肥化进程、重金属钝化和氮素保持等具有重要影响.     

全程高温好氧堆肥快速降解城市生活垃圾

为了提高堆肥处理城市生活垃圾（MSW）的速率和质量,设计了一种外加热源的全程高温好氧堆肥工艺.实验以全程高温好氧堆肥和传统好氧堆肥两种方法对MSW进行了60d的堆肥处理.同时,监测了堆肥的pH和温度等参数的变化情况,并以C/N、种子发芽率(GI)、可溶性有机碳(DOC)、比好氧速率(SOUR)和脱氢酶（DH-ase）活性为指标评价了堆肥的腐熟度和质量.结果表明,全程高温堆肥法和传统堆肥法的堆肥周期分别为16d和28d,两种方法得到的产品其pH值均在7左右.在第31d将全程高温堆肥产品置于30℃恒温箱时,其理化性质没有出现明显波动,说明其堆肥产品性质稳定.因此,全程高温好氧堆肥法能明显缩短堆肥周期、提高堆肥质量,具有很大的应用潜力.     

不同畜禽粪便堆肥过程中有机氮形态的动态变化

利用室内模拟堆肥试验,对不同畜禽粪便在堆肥过程中酸水解态氮及其组分的变化规律进行了研究.研究结果表明,随着堆肥的进行,酸水解态氮呈现先降后增的变化趋势,且与堆肥前相比,堆肥处理后酸水解态氮占全氮比例增加,尤其是在猪粪、鸡粪等家禽粪便更为明显,表明畜禽粪便经过堆肥处理后有利于氮素的保蓄;非酸解性氮占全氮比例的变化趋势与酸水解态氮的变化趋势相反;酸解铵态氮、氨基酸态氮和氨基糖态氮占全氮的比值在堆肥过程中均呈现先增加后降低的趋势;未鉴别态氮占全氮比例在整个堆肥过程中的变化趋势与上述3种可鉴别态的酸水解态氮的变化趋势相反.温度、pH值与氨基糖态氮变化趋势相同,这可能是影响氨基糖态氮变化的主要因素;而温度与酸解铵态氮、未鉴别态氮变化的趋势相同,可能是影响酸解变化的主要因素,pH 值与酸水解态氮、非酸解性氮变化趋势相同,可能是影响它们变化的主要因素.     

好氧堆肥对难溶性磷转化的影响

在牛粪进行工厂化堆肥过程中,加入难溶性磷矿粉,探讨堆肥对难溶性磷转化能力的影响.结果表明,加入磷矿粉可使堆肥中活性有机磷、中等活性有机磷、中稳性有机磷、高稳性有机磷含量均有不同程度的提高;磷矿粉加入量为牛粪干重4%(P1DM)和8%(P2DM)的处理与未加磷矿粉的处理相比各形态磷含量分别增加120.99%、125.32%,34.86%、38.64%,27.74%、30.84%,21.38%、20.06%;P2DM和P1DM处理之间的差异分别为4.33%,3.78%,3.10%,-1.32%.电镜观察显示,堆肥后磷矿粉典型的矿物特征消失,表面呈蜂窝状.研究结果表明,通过堆肥生产富磷粪肥可为解决中国磷素资源缺乏、化学磷肥利用率低等问题提供一条生物学途径.     

餐厨垃圾与水葫芦联合好氧堆肥生物质组分分类表征

为解决农村生活垃圾处理实践中存在的问题,并对水葫芦的堆肥化处理进行探索.利用自行设计的能量输入式高温好氧堆肥系统,以农村生活垃圾主要组成——餐厨垃圾及餐厨垃圾+水葫芦混合物料为堆肥化对象,测定与分析了堆肥化过程中温度、有机质的变化规律,并分类表征了总糖、还原糖、淀粉、脂肪、蛋白质5种生物质组分的演变趋势.同时,借助C/N比值、CEC/TOC比值的变化及GI指数评估了堆肥的腐熟度.研究表明,在外界环境温度小于8℃的情况下,与单一餐厨垃圾堆肥化处理相比,混合物料堆肥化升温更快(ld即达40℃,3d达52℃),处于高温堆肥化时间更长(8 d),堆肥无害化程度更高,有机质降解更迅速且降解程度高;而且,混合物料有助于提高总糖、还原糖、淀粉、脂肪与蛋白质5种生物质组分的降解水平.腐熟度评估结果表明,在约11d的堆肥化时间内,能量输入式好氧堆肥系统能够使单一餐厨垃圾堆肥达到基本腐熟,餐厨垃圾与水葫芦混合物堆肥达到完全腐熟.     

寿光市蔬菜垃圾高温好氧堆肥处理技术研究

以寿光市蔬菜垃圾作为研究对象,对其高温好氧的堆肥技术进行研究,归纳了蔬菜垃圾堆肥过程中的物质变化,并从物理学、化学、生物活性以及植物毒性指标等方面,对堆肥的稳定度及腐熟度评价加以总结.     

城市固废好氧加速稳定及碳氮迁移试验研究

选取上海市老港填埋场3~4a垃圾做室内强制通风单元体试验,监测固、液、气三相成分变化,并对有机污染负荷的削减规律以及碳、氮元素的迁移规律进行分析与研究.结果表明,固相纤维素/木质素(C/L)值从初始0.8降至0.4以下,固相中BDM、TOC、TN也有降低,固相指标降解速率呈现前期大后期小的特点,且上层垃圾降解程度更大.液相pH值、EC维持在固定区间,有机污染负荷得到了极大地削减,在整个试验期间,TOC、COD、BOD降解率分别达97%、94%、94%,TN、NH₄-N的降解率分别达到95%、94%.试验期间,累积CO₂释放量6.7kg,累计N₂释放量0.75kg.C/L值、降解稳定化归一指标β可作为固相垃圾稳定化程度判定指标,BOD/COD、NH₄-N/TN值可作为液相中可降解物质稳定化程度判定指标.根据质量守恒原理,对试验过程中碳、氮元素的迁移进行了分析.固相累积损失C质量2.09kg,液相累积流失C质量0.14kg,CO₂累积释放C质量1.83kg.固相累积损失N质量0.62kg,液相累积流失N质量0.08kg,N₂累积释放N质量0.75kg.降解基本结束后,固相中仍然残存着大量的不可降解或者难降解的含碳及含氮化合物.     

Effect of bio-surfactant on municipal solid waste composting process

Bio-surfactant is a new type of surfactant that is produced in microbial metabolism. Adding bio-surfactant during composting process, especially to those contain some toxic substances, has been proved to be a promising way. In this study, Strains Ⅲ(2), a bacterial with high activity to produce bio-surfactant, were isolated firstly. Following comparison experiments with and without adding Strains Ⅲ(2), namely Run 1 and Run R, were conducted, respectively. The experimental results showed that, by adding Strains Ⅲ (2),the surface tension could reduce from 46.5 mN/m to 39.8 mN/m and the corresponding time to maintain the surface tension under 50 mN/m could prolong from 60 h to 90 h. The oxygen uptake rate and total accumulated oxygen consumption with Stains Ⅲ (2) were both higher than those without Strains Ⅲ (2), while the accumulation of H2S in outlet gas was reduced to around 50% of Run R. Moreover, two additional experiments were also carried out to examine the effects of strains coming from different systems. One is adding Strains Ⅲ (2)with a dose of 0.4% (Run 2), and the other is seedling commercial Strains at the same conditions, the composting experiments showed that: Run 2 was more effective than Run 3, because the commercial Strains can be suppressed significantly in a complex composting system with different pH, high temperature and some of metals. The bio-surfactant was also added into the solid waste, which contained some toxic substances, the corresponding results showed that the remove rate of Hg and sodium pentachlorophenolate(PCP-Na) could be improved highly. Thus, the microenvironment, reactionrate and composting quality could be enhanced effectively by adding bio-surfactant to the composting process.     

初始环境温度对餐厨垃圾好氧堆肥过程的影响

为了探索不同初始环境温度对餐厨垃圾堆肥过程和堆肥效率的影响,利用3组卧式可控温堆肥反应器进行了小规模模拟试验.通过测定堆料中水溶性碳氮比、pH值、温度和总有机碳下降率来推断反应进行的程度.试验表明,在堆料初始含水率约55%,水溶性C/N约38∶1,粗灰分质量分数为4%的反应条件下,初始环境温度控制在30℃时,堆料高温期持续时间较短,不能满足堆肥无害化要求;初试环境温度控制在40℃时,能最有效地加快堆料分解时间,缩短堆腐时间,并满足堆肥产品无害化要求;初始环境温度超过50℃,将导致堆肥pH值过低不利于好氧堆肥反应的进行.     

Use of additive and pretreatment to control odors in municipal kitchen waste during aerobic composting

The effects of adding a bulking agent and chemically pretreating municipal kitchen waste before aerobic composting were studied using a laboratory-scale system. The system used 20-L reactors and each test lasted 28 days. The objective was to decrease NH₃ and H₂S emissions during composting. The bulking agent, dry cornstalks, was mixed with the kitchen waste to give a mixture containing 15% (wet weight) bulking agent. A combined treatment was also conducted, in which kitchen waste mixed with the bulking agent was pretreated with ferric chloride (FeCl₃). Less leachate was produced by the composted kitchen waste mixed with bulking agent than by the kitchen waste alone, when the materials had reached the required maturity. The presence of cornstalks also caused less H₂S to be emitted, but had little impact on the amount of NH₃ emitted. The FeCl₃ was found to act as an effective chemical flocculant, and its presence significantly decreased the amounts of NH₃ and H₂S emitted. Kitchen waste mixed with cornstalks and treated with FeCl₃ emitted 42% less NH₃ and 76% less H₂S during composting than did pure kitchen waste.