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.     

微生物在污泥堆肥处理中的优化改良

为了研究微生物组合菌剂在污泥堆肥中的优化改良作用,本文以地衣芽孢杆菌、高产木聚糖酶短小芽孢杆菌、高产淀粉酶枯草芽孢杆菌和耐辐射枯草芽孢杆菌为菌种,分别以0%、5%、10%的3种接种量为正交试验水平,按照不同比例微生物菌剂组合对污泥进行了需氧堆肥的L9(34)正交试验,考察了堆体有机质含量、全氮含量、全磷含量、蛔虫卵死亡率和粪大肠菌群等堆肥指标是否能够达到微生物有机肥标准。结果表明:不同菌剂组合均对堆肥指标有一定影响,能够不同程度地改善堆肥的表观状态、加速有机质的降解、固定氮、释放磷和钾、提高蛔虫卵死亡率、减少粪大肠菌群数,其中10%的高产木聚糖酶短小芽孢杆菌、10%高产淀粉酶枯草芽孢杆菌、10%耐辐射枯草芽孢杆菌、0%地衣芽孢杆菌的菌剂组合最有利于污泥堆肥。     

生活垃圾协同水葫芦干式厌氧发酵制沼气的研究

探讨了水葫芦和生活垃圾在中温条件下联合发酵的可行性,研究了系统总固体含量(TS)、发酵母液添加比例(IR)以及水葫芦添加比例(WR)对厌氧发酵过程的影响。试验结果表明,添加5%的水葫芦能够有效防止因TS和IR的变化对系统pH值所带来的影响,缩短发酵启动时间,使产气高峰集中出现,并提高产气量。但是当水葫芦添加比例增加到10%时,沼气产量反而下降。发酵70 d后,挥发性固体(VS)降解率为38.18%～58.10%。通过对正交试验结果进行分析,得到水葫芦与生活垃圾联合发酵制沼气的较优工艺条件为:系统总固体含量23%,发酵母液添加比例100%,水葫芦添加比例5%。     

农业废物堆肥中高产漆酶新菌株的分离鉴定及酶学性质研究

从农业固体废物堆肥中分离得到1株高产漆酶的新菌株,通过对其形态特征和ITS序列分析,鉴定该菌株为哈茨木霉(Hypocrea lixii).以Cu1AF和Cu2R为引物对该菌株的漆酶基因进行扩增,PCR产物回收克隆后测序得到长度为148 bp的漆酶基因片段.在液体培养条件下,菌株漆酶活力可达到67.5 U.mL-1.对该菌株的漆酶酶学性质初步研究显示:漆酶相对分子质量大约为60×103,酶反应的最适温度为35℃,最适pH为4.0;在60℃时漆酶半衰期>1 h;漆酶氧化2,2’-联氮双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐(ABTS)的米氏常数(Km)值为1.00 mmol.L-1;金属离子对酶活的影响很大,Na+、Fe2+、Fe3+、Pb2+、Zn2+对酶活都有抑制作用.该菌株有很好的应用潜力来作农业废物堆肥处理系统的强化菌剂.     

燃气-蒸汽联合循环机组供热期调峰能力研究进展

近年来,受到节能减排、空气污染控制等环保要求的影响,燃气-蒸汽联合循环机组在我国电力装机中所占的比例逐年增加。燃气-蒸汽联合循环机组具有热效率高、三废排放少、占地面积小、水资源消耗少、运行维护方便和启动快等优点。本文首先总结了燃气-蒸汽联合循环机组调峰能力的研究现状,针对机组供热运行模式多样和启动速度快两方面进行了详细的介绍。然后,基于国内燃气-蒸汽联合循环机组的应用现状,提出联合循环机组在供热期电网调峰的研究方向,对联合循环机组的供热调峰性能进行优化。     

高温堆肥对猪粪中四环素类抗生素及抗性基因的影响

为了研究高温堆肥对猪粪中抗生素及抗生素抗性基因的影响,对不同堆肥处理中的四环素类抗生素(四环素、土霉素、金霉素)及其抗性基因(tetA、tetC、tetG、tetM、tetQ、tetW)的动态变化进行了定量研究.结果表明:低剂量组(10 mg·kg~(-1))中四环素、土霉素、金霉素的去除率分别为91%、94%、92%,高剂量组(50 mg·kg-1)中四环素、土霉素、金霉素的去除率分别为60%、62%、71%.在堆肥过程中,抗生素处理组目标基因相对丰度高于对照组,而低剂量组目标基因相对丰度(tetW除外)又普遍高于高剂量组.经堆肥处理后,tetA的相对丰度增加,tetC、tetG、tetM、tetQ、tetW的相对丰度均下降.高温堆肥可以有效去除猪粪中一定浓度的四环素类抗生素,并对四环素类抗性基因也有一定的削减作用.     

菌渣-发酵床废弃垫料堆肥中温室气体排放及与微生物的关系

堆肥是处理农业废弃物最适宜的技术之一,但堆肥产生的有害和温室气体排放导致环境污染问题.本研究以生猪养殖发酵床废弃垫料及菌渣为原料,利用强制通风静态堆肥技术研究垫料和菌渣不同配比及添加EM菌剂对堆肥过程温室气体排放和微生物区系的影响.结果表明,不同堆肥处理温室气体排放通量以堆肥前20 d较大,堆肥中后期降低;微生物总量和种类在不同堆肥处理间没有发生显著性变化;CO_2和N_2O排放速率与细菌、真菌和甲烷氧化菌间具有显著的正相关关系.整个堆肥期间,以菌渣为主料并添加EM菌剂的堆肥处理温室气体减排效果最佳,相对其他3个处理温室气体减排0.7%~10.2%.由此认为,以菌渣为主料和通过添加EM菌剂的堆肥方式可以作为降低菌渣-发酵床废弃垫料堆肥过程温室气体排放的策略.     

复合菌剂秸秆堆肥对土壤碳氮含量和酶活性的影响

秸秆资源化利用对于农业环境保护和可持续农业发展具有重要意义.利用实验室分离获得的15株高效纤维素降解菌,筛选出可有效降解秸秆的复合菌剂JFB-1,研究了复合菌剂秸秆堆肥对土壤碳氮含量和酶活性的影响.结果表明,接种该复合菌剂能将秸秆堆肥的单个发酵周期缩短1~2 d,堆肥中有机质含量达到403.5~515.1 g·kg-1,C/N比降低至15.30~10.53.盆栽试验发现,施用水稻秸秆堆肥的效果总体好于相应的芦笋秸秆堆肥.与水稻秸秆对照堆肥比较,施用复合菌剂处理的水稻秸秆堆肥150 g·kg-1时,土壤中有机质和全氮含量分别提高33.5%和7.3%,土壤脲酶和纤维素酶活性分别提高16.7%和30.8%;与不施肥处理比较,施用秸秆堆肥可改善土壤微生物群落结构,增加微生物多样性指数.当施用复合菌剂处理的水稻秸秆堆肥100 g·kg-1时,栽培30 d的普通白菜生物量比水稻秸秆对照堆肥提高46.4%,表明复合菌剂JFB-1在秸秆堆肥中具有很大的应用潜力.     

板栗产区有机堆肥产物磷形态特征及其对叶片磷含量的影响

采用Dou的磷形态分级方法和大田试验,研究了板栗产区栗蓬栗叶-菌渣-秸秆-鸡粪混合堆肥(BYZ)、菌渣鸡粪堆肥(ZF)、栗蓬栗叶-菌渣-鸡粪堆肥(BZ1和BZ2)这4种有机物料中的磷形态特征及其对结果枝叶片磷含量的影响.结果表明:1 4种有机堆肥产物全磷含量表现为:BZ1(10.61 g·kg-1)ZF(9.03 g·kg-1)BYZ(8.56 g·kg-1)BZ2(7.68 g·kg-1),并均以无机磷为主,无机磷占全磷的比例在62.88%~73.62%之间;2 4种有机堆肥产物各形态总磷中除ZF以较稳定的HClP含量及其占回收全磷(Prt)比例最高以外,其他3种均以活性的H_2O-P含量及其占回收全磷(Prt)比例最高,Na OH-P含量均较低;3各形态中的无机磷以活性的H_2O-Pi或Na HCO3-Pi占形态总磷的比例最高(89.17%~96.00%),且在回收全磷中BZ2中的无机磷主要分布在H_2O-Pi和HCl-Pi,其他3种的无机磷主要分布在H_2O-Pi、HCl-Pi和Na HCO3-Pi,各形态有机磷主要分布于残留态磷,BZ2中比例最高;4等磷量大田试验结果表明,板栗结果枝叶片单位面积叶片磷含量整体表现为BZ2BZ1BYZZFCK,高峰期(7月)、平均每月叶片磷含量增值与堆肥产物中水溶性无机磷含量及其占回收全磷的比例呈显著或极显著正相关,推测集中深施情况下有机堆肥产物中水溶性无机磷含量及占全磷的比例是当年板栗叶片磷吸收的重要影响因素.整体研究表明,栗蓬栗叶-菌渣-鸡粪堆肥(BZ2)具有高比例的水溶态无机磷和残留态有机磷库,使板栗叶片磷含量最高,且其原料中板栗产业废弃物配比高达80%(栗蓬栗叶60%+菌渣20%),是产区好氧堆肥原料体系的较佳选择.     

猪粪堆肥过程中金霉素去除及重金属形态变化

抗生素和重金属的广泛使用导致了畜禽粪便中抗生素和重金属的大量残留,堆肥工艺不但可降解残留的抗生素,也能固化重金属.本文以养殖场猪粪为对象,利用中试好氧堆肥反应装置,研究不同金霉素浓度时的猪粪堆肥特性及去除情况[0mg·kg~(-1)(CK)、10 mg·kg~(-1)(T1)和50 mg·kg~(-1)(T2)],同时开展堆肥过程重金属形态变化的研究.结果表明,堆肥结束后,CK组金霉素没有检出,T1和T2组抗生素降解率分别达到96.31%和97.32%,金霉素降解过程符合一级动力学模型.堆肥可以使重金属固化,Cu、Zn元素的生物可利用态(可交换态、可还原态)逐渐转化为生物毒性低的可氧化态与残渣态,Cu、Zn明显钝化.相关性分析表明金霉素的去除与生物可利用态Cu、Zn呈现显著的正相关性.