猪场废水生产微生物絮凝剂发酵特性及动力学特征

以猪场废水作为原材料生产微生物絮凝剂,考察了发酵过程中溶解氧(DO)、COD、氨氮、总磷及pH值的变化规律,利用Logistic和Luedeking-Piret模型对絮凝菌生长和代谢产物生成的动力学过程进行了拟合.结果显示,菌体的生长在0~60h是对数生长期,12~36h菌体快速生长,菌体干重、细胞浓度OD600和菌落数分别由0.09g/L,0.26和1.3×107cfu迅速增加到0.76g/L,0.58和3.5×107cfu,稳定期(66h)菌落数达到5×107cfu.絮凝菌代谢产物的主要絮凝活性成分是蛋白质,与菌体生长呈相关型.猪场废水中磷源含量充足,作为缓冲液,基本维持了絮凝菌发酵过程中pH值的恒定.此外,Logistic和Luedeking-Piret模型的拟合结果能够较好地描述絮凝菌生长和代谢产物生成的动力学过程.     

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。     

垃圾填埋场覆盖黄土的甲烷氧化能力及其影响因素研究

利用西安江村沟填埋场不同覆盖时间的临时覆盖黄土和新鲜黄土掺堆肥配置的土样,开展了甲烷氧化培养瓶试验,培养历时最长达22d,研究了不同覆盖时间的覆盖黄土和不同堆肥掺量的新鲜黄土的甲烷氧化能力,以及含水量对覆盖黄土甲烷氧化能力的影响,分析了甲烷氧化过程中各组分气体体积变化关系.研究结果表明:不同覆盖时间的覆盖黄土的甲烷氧化能力相差很大,覆盖3~5年的黄土最大甲烷氧化能力达26.05~53.95μg CH4/(g×h), 而未覆盖的新鲜黄土几乎没有甲烷氧化能力.在新鲜黄土中掺入堆肥,能有效提高其甲烷氧化能力,且在堆肥掺量小于50%时,土样的最大甲烷氧化能力与堆肥掺量呈正比例关系.含水量对覆盖土的甲烷氧化能力有很大影响,黄土甲烷氧化的最适宜含水量约为20% ~ 30%.在甲烷氧化过程中,甲烷氧化菌将CH4中约44%的碳氧化为CO2,其余碳转化为甲烷氧化菌胞内物质.实际工程中进行覆盖层设计时,需要根据填埋场实际产气量和覆盖层导气性确定与甲烷通量相匹配的甲烷氧化速率,进而合理确定堆肥掺量.     

有机废物生物转化过程中VOCs的排放控制研究进展

有机废物在生物转化过程中会产生大量的VOCs,不仅污染环境、危害人体健康,也成为目前废弃物处理处置工程顺利运行的瓶颈。通过文献综述的形式总结了有机废物在生物转化过程中VOCs的产生机理、监测技术、排放状况、影响因素及控制等方面的研究现状,为有机废物处理过程中VOCs的排放控制提供参考。结果表明:在有机物生物转化过程中,填埋和堆肥中产生的VOCs在100种以上,填埋和堆肥中产生的VOCs浓度分别为67~7 896,411~14 547 mg/m3,VOCs浓度分布较广,去除效率有待提高。厌氧发酵产生的最高VOCs浓度一般低于30 mg/m3,且厌氧发酵产生的VOCs易于收集,并通过可催化和热力焚烧有效去除VOCs。因此,应将有机废物填埋和堆肥过程产生的VOCs作为重点研究方向。     

果蔬类垃圾主发酵堆肥产物储放和利用的恶臭释放特征

鉴于目前尚缺乏主发酵堆肥产物储放和土地利用的恶臭风险评估数据,本文基于21 d恶臭释放潜力实验,描述了果蔬类垃圾主发酵堆肥产物在此过程中的恶臭释放源强特征,并据此评估其在储放和利用时的恶臭释放特征.结果表明,主发酵堆肥产物在实验过程中持续释放氨气、硫化物、苯系物和萜类物质,并以氨气为主;醇类物质、醛类物质的释放随时间逐渐减少,而酮类物质在整个过程中持续释放但释放量很少.通过模拟封闭环境和自然场地两个场景,本文从恶臭风险角度计算出在封闭环境中每平方米内可接受的主发酵产物的暂存或直接利用量,以及主发酵产物能够在自然场地中直接利用的使用量和最小防护距离要求.     

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。     

蚯蚓堆肥过程中重金属的迁移转化及影响因素

为了研究蚯蚓堆肥过程中重金属的迁移转化特征,利用不同质量的牛粪(350～400g)、秸秆(150～200g)和过磷酸钙(25～75g)混合配比成6组基质,探索分析添加蚯蚓(50～150g)堆肥过程中基质重金属(Cu、V、Mn、As、Zn和Cr)总量和形态的变化特征及其影响因素.结果表明:与添加蚯蚓质量为50g与100g相比,添加蚯蚓质量为150g时, Cu(总量27.00mg/kg,可氧化态22.03mg/kg)、Zn(总量288.89mg/kg,可还原态22.03mg/kg)、V(总量15.22mg/kg,残渣态8.87mg/kg)和Cr(总量26.79mg/kg)是显著较低的(P<0.05);4周的蚯蚓堆肥降低了Mn、As的总量和Cu、V的生物有效性,但增加了Cu、V、Zn的总量和Mn、Zn的生物有效性;基质pH值和有机质含量是影响堆肥过程中重金属总量及其形态明显变化的关键因素;基于潜在风险指数和风险评价编码法发现基质还田对土壤重金属污染的潜在风险较小.     

基于土地利用的污泥-餐厨蚯蚓堆肥中碳氮元素的转化特征

我国城市剩余污泥有机物含量低,与厨余垃圾协同处理处置引起广泛关注。以城市污泥和厨余垃圾为堆肥原料,锯末为调理剂,考察二者协同堆肥的工艺性能,探讨基于土地利用为目的的处置途径下碳、氮元素的转化特征。结果表明：在含水率为(73±2)%,温度为(23±1)℃的条件下,蚯蚓能够在剩余污泥和餐厨垃圾中存活和生长并提高堆肥稳定化程度;在为期60 d的堆肥周期后,蚯蚓组的TOC平均降解率为32.62%左右,而对照组的平均降解率为27.13%左右,蚯蚓组的TN增幅为18.90%～29.80%,而对照组为15.83%～27.40%,C/N在堆肥的前后都有所降低,且蚯蚓组的降解率更高;剩余污泥∶餐厨垃圾∶锯末=4∶3∶3(以干重计)堆肥环境下的蚯蚓生长繁殖特征更为优良。市政污泥、餐厨垃圾、锯末联合蚯蚓堆肥处理,可以有效加快堆肥进程,提高有机物的稳定化和资源化利用的程度,利于进行后续土地利用。