江苏东海县小麦秸秆和猪粪堆肥及原位还田试验研究

利用小麦秸秆和猪粪为原料进行好氧堆肥,对堆肥参数进行了优化和研究,对堆肥过程中温室气体的释放规律进行了探索,并初步考察了堆肥成品原位还田的效果.结果表明,堆肥反应可在约45 d内完成,初始最优ρ(C)∶ρ(N)和含水率分别约25∶1和65％;高温持续时间较长,pH值、电导率、有机质和N,P,K含量均满足堆肥腐熟要求;小麦秸秆和猪粪混合堆肥比单独将猪粪进行堆肥释放的温室气体更少;将质量比为3∶7的堆肥成品和土壤混合作为基质进行原住还田培育小麦,小麦种子的出芽率和幼苗生长情况均最佳.     

污泥堆肥及其应用研究

随着城市化进程的不断推进,城市污水厂所处理的污水量不断增大,由此产生了数量庞大的污泥,致使城市污水厂的污泥的合理处理处置成为研究热点.目前污泥的主要处理方法有卫生填埋、污泥堆肥以及焚烧等,其中污泥堆肥为诸多学者所赞同.文章探讨了污泥堆肥的基本原理与过程,介绍了条垛式堆肥系统、强制通风静态垛系统、反应器堆肥系统以及槽式堆肥系统的发展与污泥堆肥在农业以及绿化方面的应用情况,以期为污泥堆肥的发展与应用提供一定的参考.     

外源酶对秸秆堆肥进程的影响及腐熟度模糊评价

为探讨外源酶制剂对秸秆堆肥腐熟进程的影响,通过模拟堆肥试验研究了分别添加纤维素酶、蛋白酶,以及纤维素酶与蛋白酶混合添加情况下堆肥各项指标的动态变化规律,并利用模糊综合评价法对堆肥腐熟度进行了评价.结果表明,纤维素酶与蛋白酶配合使用对堆肥中纤维素的降解及氮素释放都有较强的促进效果,与对照处理相比,纤维素含量降低了14.9%,C/N降低了18.4%,发芽指数提高了6.0%;单施外源纤维素酶主要是促进了纤维素类物质降解速率,显著提高了发芽指数;单施外源蛋白酶则显著促进了含氮物质的分解,铵态氮及硝态氮含量提高;通过对E4/E6、NH+4-N、NO-3-N、C/N、发芽指数等指标进行模糊综合评价,得出纤维素酶与蛋白酶的配合使用对于促进堆肥腐熟效果最佳,其次是纤维素酶堆肥和蛋白酶堆肥,常规堆肥腐熟程度最低.可见,纤维素酶与蛋白酶配合使用对堆肥腐熟有更好的促进效果,可以推测外源纤维素酶和蛋白酶对于促进堆肥腐熟具有协同作用.     

生物有机肥的发酵工艺及应用效果研究

本文简要概述了生物有机肥的概念、发酵工艺,论述了生物有机肥中常见功能微生物的种类和作用原理,分析了我国生物有机肥的生产和应用现状,并对其存在的问题进行了展望。     

上推流厌氧反应器连续干发酵猪粪产沼气试验研究

为解决猪粪连续干发酵存在的氨抑制和出料难等难题,在温度(25±2)℃、有机负荷为干物质(TS)4.44 g.(L.d)-1的条件下,采用上推流式厌氧反应器(UPAR)对猪粪进行连续干式发酵试验,研究了猪粪干发酵过程的产气情况、氨抑制现象和出料流动性,并考察了上推流厌氧反应器进行猪粪干发酵的可行性.试验采用4种不同TS质量分数(20%、25%、30%、35%)的猪粪作为原料,经160 d的运行.结果表明,进料TS质量分数对发酵过程有很大的影响,4种不同进料TS质量分数稳定的池容产气率分别为2.40、1.73、0.89、0.62 L.(L.d)-1,进料TS质量分数为20%、25%和30%的产气效率明显优于进料TS=35%的产气效率.随着进料TS质量分数从20%增加到35%,氨氮质量浓度>2 300 mg.L-1会出现明显的产气抑制.在进料TS=35%时,氨氮质量浓度能达到3 800 mg.L-1,产气速率相对于进料TS=20%递减74.1%.当进料TS达到35%、出料TS质量分数达到17.1%、流速<0.002 m.s-1时,UPAR不能顺利出料.     

鸡粪与互花米草沼渣混合发酵产甲烷的研究

在中温(35℃±1℃)条件下,采用批式发酵方式,进行了鸡粪与互花米草沼渣不同混合比例的厌氧发酵实验.实验设置鸡粪∶互花米草沼渣干物质(TS)比分别为5∶0(T1)、4∶1(T2)、3∶2(T3)、2∶3(T4)、1∶4(T5)和0∶5(T6)共6个处理.结果表明,经中温干发酵后的互花米草沼渣仍具有一定的厌氧产沼气能力,TS产气量为107.25 mL.g-1,甲烷含量为76.92%,厌氧微生物对互花米草沼渣纤维素的结晶区有一定的破坏作用,厌氧发酵后纤维素的相对结晶度指数CrI下降了5.55%;将鸡粪与互花米草沼渣混合发酵,明显提高了原料的厌氧产气性能,T2的产气效果最好,T1、T3～T6的累积产气量分别为T2的61.31%、62.09%、52.15%、39.74%和31.67%;鸡粪与互花米草沼渣混合发酵的产酸类型为混合型发酵,发酵过程中未出现酸化现象;混合发酵对破坏互花米草沼渣纤维素的结晶区有利,促进效果在1.13%～21.61%.     

纤维素不同途径水解酸化效果对比研究

农作物秸秆结构复杂,酸化效果可能与传统糖类物料不一致。为方便考察纤维素类物料厌氧酸化效果,文章选取成分相对单一的滤纸为原料,考察了酶活浓度、反应时间、酵母菌接种量(F/M)等因素对纤维素经纤维素酶和酵母菌联合作用后的乙醇、乙酸产量的影响,及对厌氧发酵过程的影响分析。结果表明,当纤维素酶单独作用时,酶活浓度120 U/g、温度50℃、pH值4.8、水解24 h时可获得最大葡萄糖产率:73.7 mg/g(转化率为24.9%);纤维素酶和酵母菌分步糖化发酵(separate hydrolysis and fermentation,SHF)工艺中,F/M值为2:1、反应96 h可得最大乙醇产率:119.3 mg/g(转化率为42%);纤维素酶和酵母菌同步糖化发酵(simultaneous saccharification andfermentation,SSF)工艺中,F/M值为1:2、反应120 h得到最大乙醇产率:396.0 mg/g(转化率为58.2%)。F/M值为2:1、反应120 h时,SSF工艺比SHF工艺的乙醇产量提高了34.91%。     

沼渣堆肥过程中水溶性有机物的稳定化研究

设计了不同原料配比的沼渣堆肥试验,研究堆肥微生境因子对沼渣堆肥过程中水溶性有机物(DOM)稳定化的影响。结果表明,沼渣堆肥过程中,原料配比不同导致堆肥理化性质不同,细菌群落多样性各异。沼渣为5.85 kg、猪粪为8.490 kg、鸡粪为8.190 kg的原料配比最有利于沼渣堆肥的DOM稳定化。用DOM的光谱学指标表征的稳定化程度,总体与微生境因子pH、种子发芽指数(GI)、香农指数(SWI)具有正相关性,与微生境因子氨氮(AN)具有负相关性,其中GI对DOM光谱学指标方差贡献率最大,是影响DOM稳定化的关键微生境因子。pH、AN通过影响GI间接作用于DOM稳定化。SWI在堆肥过程中对芳香族化合物含量升高具有促进作用。综上所述,升高pH、GI、SWI,降低AN可加速腐殖质向腐殖酸转化,达到促进沼渣堆肥稳定化的目的。     

厌氧消化和好氧堆肥对城市污泥中新污染物的削减

城镇污水处理规模的扩大使得城市污泥的产生量增加,而药物及个人护理品(PPCPs)、生物性污染物、微塑料(MPs)和雌激素等新污染物在污泥中的检出率也呈增加趋势。污泥厌氧消化制沼气、好氧堆肥制土壤改良剂具有削减污染物、回收有价值组分、降低环境风险等多重功效,然而它们对新污染物的削减效果尚待考察。以上述4种新污染物为例,比较了它们在不同国家城市污泥中的存在状况,综述了厌氧消化、好氧堆肥、厌氧消化和好氧堆肥结合以及与物化措施联合对新污染物的削减情况及存在的问题。针对污泥中多种新污染物并存的状况,提出未来应开发针对多种新污染物的去除技术,同时强化新污染物削减机制的研究,以保障城市污泥的安全利用。