生物滤池中填料高度对鸡粪堆肥尾气除臭效果的影响

利用堆肥作为生物滤池的填料,处理鸡粪堆肥的含氨尾气,通过试验研究了填料层高度对氨的生物过滤效果的影响。试验结果表明,在进气氨浓度为115~1 600 mg.m-3,气体停留时间为52.6 s的情况下,填料层的高度分别为20、40、60 cm的3个生物滤池对氨的累积去除率分别为73.47%、85.95%、94.47%。尾气中的氨浓度的变化与温度变化基本一致。对填料水溶性各形态氮的分析表明,生物滤池对氨的去除主要是通过填料对氨的吸附及吸收作用。     

生物滤池中填料高度对鸡粪堆肥尾气除臭效果的影响

利用堆肥作为生物滤池的填料,处理鸡粪堆肥的含氨尾气,通过试验研究了填料层高度对氨的生物过滤效果的影响。试验结果表明,在进气氨浓度为115~1 600 mg.m-3,气体停留时间为52.6 s的情况下,填料层的高度分别为20、40、60 cm的3个生物滤池对氨的累积去除率分别为73.47%、85.95%、94.47%。尾气中的氨浓度的变化与温度变化基本一致。对填料水溶性各形态氮的分析表明,生物滤池对氨的去除主要是通过填料对氨的吸附及吸收作用。     

填料组成对生物滤池除臭效果的影响

使用腐熟鸡粪堆肥分别与树皮、木片、泥炭、陶粒和木炭以1：1（V/V）混合组成生物滤池填料，分别以CB、CW、CP、KC及CC作为其编号，编号后加数字1和2标注表示填料组成分别在第1和第2轮试验中所使用，试验在填料层高度为50cm、气体停留时间为68.4s的情况下，比较了不同填料组成的生物滤池对鸡粪堆肥臭气去除效果的影响。结果表明，由堆肥和树皮组成填料的生物滤池比使用其他填料具有更强的氨去除能力。筛选试验1中，CB1对氨的累积去除率达到93.73%，CW1为83.09%，CP1为75.81%，CB1的氨去除效果最好;在筛选试验2中，CB2对氨的累积去除率最高达100%，CC2次之，KC2填料最差。对填料中各形态氮含量的分析表明，CB填料的3种无机态氮以及全氮的增加量均比其他4种填料的要高，表明腐熟鸡粪堆肥和树皮混合组成的填料较其他4种组合填料具有更好的氨吸附、吸收能力。     

曝气生物滤池深度处理印染废水的研究

[目的]研究曝气生物滤池对污水厂出水的深度处理效果。[方法]采用上流式曝气生物滤池对污水厂出水进行深度处理,研究气水比、水力负荷对处理效果的影响,分析滤池中沿程微生物活性与污染物降解规律。[结果]在气水比4∶1,水力负荷为0.35m3/(m2·h)时,COD的去除效率为54%,色度的去除率为78%,NH3-N去除率为91%,满足GB/T 18920-2002城市杂用水水质标准。试验条件下,60 cm滤料层以下为COD降解主要区域,60~90 cm为NH3-N降解主要区域。生物量沿滤池高度范围逐渐降低,并趋于稳定,微生物活性呈现先升高后降低再升高的趋势。[结论]该研究可为污水处理厂污水处理工艺提标升级提供基础数据和理论支撑。     

空床停留时间对生物活性滤池强化过滤效果研究

[目的]研究空床停留时间（EBRT）对生物活性滤池强化过滤效果的影响,为生物活性滤池的生产过程提供理论依据。[方法]以黄浦江水为水源水,常规沉淀出水为试验进水,采用活性炭-石英砂、活性炭-陶粒等不同滤料组合的生物活性滤池,研究在不同EBRT对有机物、氨氮的去除效果。[结果]结果表明,随接触时间增加,采用不同介质的生物滤池对有机物、氨氮的去除效果相差不大,活性炭-石英砂双层滤料生物滤池去除效果相对较佳。EBRT为15、8和5 min时,活性炭-石英砂滤池CODMn平均去除率分别为19.86%、19.75%和11.30% UV254平均去除率分别为24.43%、18.00%和14.30% NH4＋-N平均去除率分别为73.10%、55.40%和61.60%。活性炭-陶粒CODMn平均去除率分别为18.83%、18.76%和10.46% UV254平均去除率分别为22.15%、16.70%和11.70% NH4＋-N平均去除率分别为67.10%、48.90%和60.10%。二者NO2--N去除率均不低于90%。[结论]生物活性滤池能有效去除有机物、氨氮等污染物,随接触时间增加,生物过滤效果提高,EBRT达到8 min,继续增加停留时间,去除率增加不明显。     

堆肥-生物滤池两步除臭工艺研究

为了减少畜禽粪便无害化处理时产生的臭气对环境的污染,降低堆肥过程中氮素损失,采用在畜禽粪便无害化处理过程中添加微生物除臭剂,并通过生物滤池对堆肥尾气中的臭味物质进行吸收的两步除臭工艺;试验结果表明,堆肥中鲜鸡粪与玉米秸秆重量比为10∶1,微生物除臭剂接种量为0.1%,生物滤池填料中草炭土、秸秆、沸石的比例为10∶5∶1(v/v),含水率为60%,空床接触时间为95.5s;堆肥与生物滤池填料体积比为5∶1,堆体外温度保持在30℃,生物滤池室温(20～25℃)运行,应用堆肥-生物滤池2步除臭工艺能够使堆肥氨释放量降低38.0%,堆肥保氮率提高16个百分点,两个月的试验期间内,综合除氨率达到99.9%。     

生活垃圾堆肥腐熟度评价标准

腐熟度是指堆肥的完成程度,直接影响堆肥质量。生产实践中通常采用腐熟度来指示堆肥进行程度,腐熟度的变化主要体现在物理、化学、生物这3个方面。该文从物理、化学、生物3个方面出发,旨在建立一个相对完善、合理的堆肥腐熟度评价标准,从而为生产实践中腐熟度的评价提供理论指导。     

高温堆肥对鸡粪中氟喹诺酮类抗生素的去除

由于抗生素不能被完全吸收而大部分随禽畜粪便进入环境将严重威胁生态环境及人类健康,探讨了高温堆肥去除鸡粪中氟喹诺酮类(Fluoroquinolones,FQs)抗生素(诺氟沙星、环丙沙星、洛美沙星、恩诺沙星、沙拉沙星)的可行性以及接种外源耐高温菌对去除FQs的影响。结果表明:高温堆肥可去除鸡粪中48.4%~77.1%的FQs,且FQs的降解在堆肥初期(0~14 d)较快;堆肥中FQs的降解可用一级动力学方程进行拟合,降解速率与鸡粪中FQs的初始浓度正相关;接种外源耐高温菌种后FQs的去除率为60.3%~76.4%,比未接种时提高了3.3%~7.2%,且诺氟沙星和洛美沙星的去除率显著提高。鉴于高温堆肥未能实现畜禽粪便中残留FQs的高效去除(90%以上),因此还有待于堆肥过程和外源添加菌种的进一步优化研究。     

高温预处理联合生物炭对猪粪堆肥中抗生素消减和重金属钝化的促进作用

堆肥过程中抗生素和重金属等有毒有害物质的阻控是有机肥品质提升和安全利用的重要前提。本研究采用高温预处理联合生物炭堆肥技术,系统分析了猪粪堆肥腐熟效果、抗生素消减规律和重金属钝化作用。结果发现,高温预处理联合生物炭堆肥明显加速了猪粪腐熟进程,腐熟时间最多可缩短13.6 d;腐殖化程度显著提升,腐植酸含量提高13.5%,胡富比提高了0.96倍;高温预处理联合生物炭堆肥可实现抗生素的高效降解,在堆肥14 d后四环素类抗生素去除率达100.0%,28 d后喹诺酮类抗生素去除率达100.0%,磺胺类抗生素去除率达99.0%,比其他处理缩短了14～28 d;高温预处理联合生物炭堆肥可有效钝化猪粪中的重金属,Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、As和Ni的钝化率最高分别为53.8%、51.6%、48.3%、35.8%、55.0%、53.8%和58.9%,比其他处理提高0.9～19.4个百分点。研究表明,高温预处理（90℃,4 h）联合生物炭（10%）堆肥可明显加快猪粪的腐熟,有效降低其中典型抗生素含量,并提高重金属的钝化率。     

超声雾化生物反应器在堆肥氨气处理中的应用研究

为提高生物反应器对堆肥臭气的去除效果,设计了一种新型超声雾化生物反应器,研究了该反应器在不同工艺条件下对模拟臭气的处理效果,再以猪粪和木屑为原材料进行堆肥试验,探究该反应器对实际堆肥过程中产生的臭气去除效果。结果显示,超声波空化效应能提高反应器对氨气的吸收率,超声雾化比传统喷淋模式去除氨气的效率提高10%左右;为解决体系内高氨氮的问题,将活性污泥进行耐高氨氮驯化后在反应器中挂膜,发现体系内微生物降解氨氮的能力明显提升;通过正交试验确定反应器去除氨气的最佳工艺条件。堆肥试验表明,氨气释放与堆肥温度具有高度一致性,且在堆肥第5天达到峰值（76.3 mg/m3）,同时,猪粪堆肥中氨气释放与pH、铵态氮和硝态氮的浓度有关;反应器对堆肥氨气的去除率高达80.6%;对其他时段的氨气去除率平均保持在90%左右,且反应器出气口的氨气质量浓度小于5 mg/m3,达到相关排放标准。结果表明,超声雾化生物反应器对于堆肥产生的氨气能起到良好的去除效果。     

通风方式对厨余垃圾堆肥H_2S和NH_3排放的影响

为减少厨余垃圾堆肥过程中恶臭物质的排放,设计通风方式对H_2S和NH_3排放影响的进行研究。厨余垃圾和玉米秸秆按照湿基比例85∶15进行充分混合后作为堆肥原料,堆肥试验在100-L的密闭发酵罐中进行,堆肥周期为30d。堆肥试验分别设置2.2(T1,持续通风)、3.3(T2,通风40min,停20min)和6.6m~3/(m~3·h)(T3,通风20min,停40min)3种通风方式。结果表明:3个堆肥处理均满足无害化和堆肥腐熟的要求;在总通风量相同的情况下,间歇通风方式有利于降低H_2S排放,但是过大的通风量会增加堆肥过程中的总硫损失;通风量对NH_3的排放影响较大,通风量越大,NH_3的排放量越高,通风方式对NH_3的排放几乎没有影响。综合堆肥的无害化指标、H_2S和NH_3的排放以及最终堆肥产品的品质,本试验条件下通风量为3.3m3/(m3·h)的间歇通风方式既能有效控制H_2S和NH_3的排放,减少N和S营养元素损失,又能满足堆肥的无害化和堆肥产品的腐熟。     

堆肥中不同氮素原位固定剂的综合比较研究

为综合比较磷酸+氧化镁(PMO)、过磷酸钙(SP)和磷酸(PA)等3种氮素原位固定剂在堆肥化过程中对氮素损失控制、温室气体排放、堆肥品质以及成本的差异,进而选择合适的氮素原位固定剂,试验以猪粪和玉米秸秆为原料,采用强制通风模式(通风率均为0.25 L·kg~(-1)DW·min-1),在60 L发酵罐中进行模拟堆肥。结果表明,PMO处理能降低55.4%的NH3排放,但对N2O和CH4排放无显著影响;PMO堆肥产品充分腐熟,最终产品的晶体中鸟粪石相对含量达到78.3%。SP处理能降低37.5%的NH3和76.4%的CH4排放,对N2O无显著影响;氮素主要以氨氮形式固定。SP处理的成本最低,计算固定营养元素的价值后可实现利润4.0元·t-1。PA的NH3挥发率最低,仅为初始总氮的12.4%,但因氨氮积累导致堆肥未能彻底腐熟。鸟粪石沉淀技术是控制堆肥化过程中氮素损失的重要技术,在未来的研究中应当寻找磷酸的替代材料,以降低该技术的成本。     

腐熟堆肥筛上粗颗粒对堆肥化过程中温室气体排放的影响

以猪粪和玉米秸秆按湿重7:1混合为原料,研究腐熟堆肥粗颗粒在堆肥化过程中减排温室气体作用。试验在1.2 m³发酵仓中进行,采用自然通风,每周翻堆一次,设混匀、覆盖、覆混、对照4种处理。试验结果表明:混匀处理能提高堆体的通气性能,提高堆肥产品的腐熟度,同时降低CH₄排放41.8%,但不能显著降低NH₃排放。覆盖处理能降低NH₃排放49.1%;腐熟堆肥覆盖层具有CH₄氧化能力,降低CH₄排放67.4%。覆混处理既能在堆肥翻堆前降低氨气排放(22.7%),又能在堆肥翻堆后减低甲烷排放(46.6%)。同对照相比,混匀和覆混处理分别减少N₂O排放35.7%和74.1%。腐熟堆肥粗颗粒中含有大量亚硝酸盐氧化菌,混入堆肥后可促使亚硝酸盐向硝酸盐的转化,减少通过反硝化途径产生N₂O,但是在堆肥初期将促进硝化途径产生N₂O。堆肥结束后,覆盖、混匀、覆混处理的总温室气体排放分别下降35.2%、50.4%和58.1%。覆混处理因其操作便捷性、良好的减排效果,可以在实际生产中推广应用。     

生物质炭对伊乐藻堆肥过程氨挥发的作用效应研究

针对水生植物堆肥过程中氮素损失严重的现状,探讨以生物质炭为添加剂的堆肥体氨挥发控制技术,以伊乐藻和稻草为供试材料,采用静态高温好氧堆肥的方法,在生物质炭不同添加比例条件下,监测了伊乐藻与稻草混合堆置过程中氨挥发及其影响因素的变化动态。结果表明:整个堆肥过程中,氨累积挥发量与生物质炭添加比例关系密切(P0.01),与不添加生物质炭的常规对照处理相比,添加比例为5%、10%的处理增加了氨的累积挥发量,而添加比例为15%、20%的处理降低了氨的累积挥发量;不同堆肥时间段,生物质炭不同添加比例处理0~3 d的氨累积挥发量均大于对照,4~6 d的氨累积挥发量,除添加比例5%处理外,均小于对照;伊乐藻堆肥体的氨挥发速率与堆温、铵态氮含量具有显著的偏相关性,其偏相关性均达到P0.05的显著水平;增加生物质炭添加比例,不仅提高了堆肥温度,对堆肥体的氨挥发损失具有负向的促进作用,同时也降低了堆肥体的铵态氮含量,对堆肥体的氨挥发损失具有正向的抑制作用,生物质炭对伊乐藻堆肥体氮素的氨挥发损失具有促进与抑制双重性的作用效应。     

腐熟堆肥回流对猪粪堆肥含硫臭气排放的影响

为探究腐熟堆肥不同回流方式对猪粪堆肥含硫臭气排放的影响,本文以猪粪为研究对象进行好氧堆肥试验,设置不添加腐熟堆肥（CK）、腐熟堆肥覆盖处理（Cap）和腐熟堆肥混匀添加（Mix）3个处理。研究结果表明：腐熟堆肥覆盖和混匀回流方式相较于CK均可促进堆肥腐熟,种子发芽指数（GI）分别提高12.50%和18.09%;甲硫醚（Me₂S）和二甲基二硫醚（Me₂SS）为猪粪高温堆肥过程中主要的含硫臭气（>90%）,主要在堆肥前期和翻堆后排放。腐熟堆肥覆盖和混匀回流处理可分别减排Me₂S 75.42%和78.64%、Me₂SS 35.58%和56.17%,降低39.42%和58.31%的总含硫气体排放,增加堆肥产品总硫（TS）含量13.46%和24.07%。腐熟堆肥覆盖和混匀两种回流方式均可促进堆肥腐熟,减少含硫臭气排放,且腐熟堆肥混匀处理效果最佳。     

炭基辅料对羊粪好氧堆肥中氮素损失的影响

养殖废弃物(羊粪)的堆肥化处置是现代"草-羊-田"农牧循环生产的重要环节,为探讨羊粪高温好氧堆肥中氮素损失的有效控制技术,研制了一种炭基辅料,与羊粪和稻草混合后进行了34 d的堆肥试验。试验设置2个处理:羊粪与稻草高温好氧堆肥(CK)、CK基础上添加质量比15%的炭基辅料(CA)。监测了堆肥体的温度、NH_3挥发速率、N_2O排放通量、各形态氮素含量等参数变化情况,分析了炭基辅料对羊粪堆肥过程中氮素转化及损失的影响。结果表明,与CK处理相比,添加炭基辅料促进了堆肥后第1～7 d堆肥温度快速上升,对堆肥后第8～34 d的堆温影响较小;堆肥34 d后,CK、CA处理的NH_3挥发累积量分别为368.38、175.63 mg·kg-1,N_2O排放累积量分别为50.38、88.94 mg·kg-1,CA处理的NH_3挥发累积量显著小于CK处理(P0.05),而2个处理之间的N_2O排放累积量差异性不显著(P0.05),羊粪堆肥过程中NH_3挥发是氮素损失的主要途径;CK、CA处理的氮素损失率分别为50.49%、32.63%,添加炭基辅料显著降低了羊粪堆肥体的氮素损失率(P0.05),炭基辅料应用于羊粪有机肥生产,氮素损失率可减少35.37%。     

通风量对堆肥化过程中氮素转化及nirK基因多样性和数量的影响

通过研究不同通风量对堆肥化过程中nir K基因多样性和丰度的影响,阐明通风量与氮素转化和氮损失之间的关系。堆肥共设置3个处理,即对照不通风(静态堆肥CK)、通风量0.05 L·min-1·kg-1(微好氧堆肥TF1)和通风量0.2 L·min-1·kg-1(好氧堆肥TF4),分析不同时期堆肥样品的铵态氮、硝态氮、全氮等理化指标,以及不同时期堆肥样品中反硝化功能基因nir K基因数量和63 d样品中nir K基因多样性的变化规律。结果表明,堆肥过程中,CK、TF1、TF4三个处理的氨气速率和氮素总损失量随着通风量增大而增大,NO-3-N含量和总氮在堆肥结束时均达到最大,与通风量呈正相关。通过对堆肥样品中nir K基因多样性和数量分析发现,CK、TF1、TF4三个处理堆肥63 d样品中nir K基因克隆文库中OTU数量分别为9、5、3个;在堆肥高温期和腐熟期,nir K基因拷贝数与通风量呈现负相关。实验结果证明通风量显著影响堆肥化过程中各种形态氮的转化以及nir K基因多样性和数量,并增加了总氮和硝态氮含量。     

天津市畜禽粪污处理工艺对抗生素抗性基因的去除效果

为了探究工厂化条件下不同添加剂对猪粪秸秆好氧堆肥过程中氮素和硫素转化规律的影响,掌握其对堆肥过程中NH_3和H_2S气体减排效果,本文共设置4个处理:沸石(质量分数10%)、过磷酸钙(质量分数5%)单独添加及二者同时添加,同时以无添加剂的处理作为对照。结果表明,不同添加剂对堆肥温度影响差异较小;与对照处理相比,单独添加沸石的堆肥产物全氮和全硫含量分别提高17.5%和17.1%,而单独添加过磷酸钙则分别提高26.1%和40.6%,二者同时添加保氮效果最佳,全氮含量提高32.1%,全硫增加52.8%;沸石通过吸附作用可以使堆肥过程中NH_3和H_2S的排放分别减少8.2%和9.4%。过磷酸钙能够通过提高堆体铵态氮含量,减少NH_3释放,减排率达37.6%,但由于过磷酸钙中含有较多的硫,导致H_2S排放量增加;两种添加剂同时添加对NH_3和H_2S减排效果与单独过磷酸钙添加处理差异较小。综合考虑堆肥品质和NH_3减排效果,工厂化堆肥过程中添加一定量过磷酸钙可以达到很好的除臭、保氮效果,过磷酸钙与沸石同时添加并没有协同强化作用,但过磷酸钙添加应该配合恰当的工艺参数,否则有增加H_2S释放的风险。     

鸡粪好氧堆肥过程氨气与温室气体排放特征及协同减排机制

为研究畜禽粪便好氧堆肥过程氨气(NH₃)与温室气体的排放特征及协同减排机制,以鸡粪与蘑菇渣为原料,设置9组不同条件的好氧堆肥正交实验,并进行为期45 d的跟踪监测,了解好氧堆肥过程基本理化参数变化,分析NH₃和温室气体的排放规律及最佳减排条件,探究微生物群落与环境因子、气体排放通量之间的相关性。结果表明：含水率与碳氮比(C/N)变化影响整个堆肥进程,经45 d堆肥后,大多数处理组的堆肥均已经完全腐熟,且添加一定比例的椰壳生物炭与钙镁磷肥可以提高堆肥腐熟度。NH₃和4种温室气体(CH₄、N₂O、CO、CO₂)在堆肥前期(1～22 d)排放通量较高,人工翻堆会增加气体排放通量。NH₃和温室气体排放的影响因子和最佳减排条件各不相同,存在“此消彼长”的关系。对NH₃、CH₄、N₂O排放影响较大的因子是椰壳生物炭占比、钙镁磷肥占比和通风速率,有利于这3种气体协同减排的条件为含水率...     

畜禽粪便堆肥过程中碳氮损失及温室气体排放综述

堆肥是畜禽粪便资源化利用的重要技术,但堆肥过程中碳氮损失会降低产品的农用价值并造成温室气体排放。堆肥过程中的污染气体排放受多种因素影响,本文综述了堆肥原料类型、辅料类型、初始C/N、含水率和通风速率对畜禽粪便堆肥过程碳氮损失和温室气体（CH₄、NH₃、N₂O）排放的影响。结果发现：48.7%的C和27.7%的N在堆肥过程中损失,其中CH₄-C损失平均占初始总碳的0.5%,NH₃-N和N₂O-N损失分别占初始总氮的18.9%和1.1%。不同种类粪便堆肥碳氮损失差异明显,猪粪和鸡粪堆肥的温室气体排放量高于牛粪和羊粪。选择富含C的辅料与畜禽粪便联合堆肥均可促进有机物降解,其中以稻草或锯末为辅料时的温室气体排放量较低。初始C/N对堆肥过程N损失影响较大,总氮、NH₃和N₂O的损失均随C/N的增加而降低,其中C/N为20~25时最适宜N素保留。初始含水率显著影响CH₄和N₂O的排放,其排放量随含水率的增加呈显著上升趋势,以含水率为60%~65%最为适宜。通风速率（以堆肥干基计）为0.1~0.2 L·kg^-1·min^-1时,CH₄排放和总碳损失较低;通风速率为0.1~0.3 L·kg^-1·min^-1时,N₂O、NH₃和总氮损失较低。因此,为降低畜禽粪便堆肥过程碳氮损失和温室气体排放量,建议采用的工艺参数为：通风速率0.1~0.3 L·kg^-1·min^-1、含水率60%~65%、C/N为20~25。