不同通风量对猪粪好氧堆肥效果的影响

该文以玉米秸和稻壳混合作为调理剂进行猪粪好氧堆肥,研究不同通风量对堆肥效果的影响。试验设3个处理,通风量分别为0.5、0.3和0m3/min,通风时间根据堆体温度调整,测定了堆体温度和堆料水分、pH值、有机质含量、总氮含量和C/N。结果表明,通风能有效保证堆料升温和高温期的维持,而且能够抑制堆肥过程中堆料pH值的上升,有利于有机质的降解和C/N的降低,通风量为0.3m3/min时,综合效果较理想。结果提示,以玉米秸和稻壳混合作为调理剂,初始C/N为30︰1,含水率为62%左右时,适当通风能够满足猪粪腐熟的需要。     

厨余堆肥污染气体减排的工艺参数优化

好氧堆肥处理厨余垃圾具有规模灵活、参数易调整、工艺适配性高等优点,但存在发酵周期长且易产生污染气体等问题,严重限制了就近就地处理利用的推广。污染气体产生与堆体内氧气供应与利用直接相关,为提高发酵速率、减少污染气体排放,优化厨余垃圾堆肥的工艺参数,该研究采用三因素三水平正交堆肥试验L₉（3⁴）,探究粒径、含水率和通风速率三大因素对堆体温度、O₂、pH值、EC值、GI值以及污染气体（H₂S、NH₃、N₂O及CH₄）的影响。结果表明,当初始物料粒径为0.5～10 mm时能够显著加快堆肥进程,在第11 天时GI值即可达80%以上,有效地缩短了堆肥周期。通过对污染气体做极差以及方差分析发现,物料粒径对H₂S排放影响显著,含水率和通风速率对H₂S和N₂O排放影响显著。综合堆肥周期以及污染气体减排效果,厨余垃圾堆肥最优的工艺参数组合为：初始物料粒径为0.5～10 mm、初始含水率为60%、通风速率为0.2 L/（min·kg⁻¹）,研究结果可为厨余垃圾利用提供参考。     

生物炭强化生物滤池处理农村生活污水效果及碳排放

为研究生物炭对生物滤池强化作用及其在“双碳”背景下碳排放量与去除效果相结合的评估方法，以秸秆生物炭强化曝气生物滤池为研究对象，在中温环境（25～30 ℃）下，探究了生物炭强化生物滤池的挂膜启动时间、处理能力、稳定性以及日碳排放量。结果表明，滤池的挂膜时长为14 d；当水力负荷和进水流量分别为0.045m³/(m²·h)和0.9 m³/d时，系统的最佳进水水力停留时间为8 h，化学需氧量、氨氮、总氮和总磷的平均去除率分别为95.0%、79.1%、62.5%、78.4%；当水力停留时间和进水流量分别为8 h和1.2 m³/d，系统最佳的水力负荷为0.030 m³/(m²·h)，平均去除率分别为95.3%、87.4%、68.1%、79.0%； 在系统运行过程中，不同时期悬浮球与陶粒上胞外聚合物（extracellular polymeric substances，EPS）含量相比刚驯化污泥上EPS的含量都有所增加，表明了生物滤池在实际运行过程中比较稳定且污泥活性也比较好；在8 h的最佳水力停留时间以及进水流量0.9 m³/d的条件下，曝气生物滤池使污水达标排放的碳排放量为9.08 kg/d，因此采用生物炭强化曝气生物滤池处理农村生活污水具有较高的应用前景。     

添加微生物菌剂对牛粪高温堆肥腐熟的影响

通过向堆肥中添加微生物菌剂和腐熟堆肥研究了其对堆肥腐熟速度的影响。结果表明,添加菌剂和腐熟堆肥在堆制初期均能促进堆体快速升温,较对照提前1～4d到达高温阶段（>50℃）,且菌剂添加量越大,升温越快;与对照相比,添加600mg·kg^-1菌剂和50g·kg^-1腐熟堆肥使高温期（>50℃）延长了3～4d。堆制29d后,添加600 mg·kg^-1菌剂和50 g·kg^-1腐熟堆肥的处理均较好腐熟,种子发芽指数分别为92.1%和84.4%,其他处理则未达到腐熟。这表明向堆肥中接入一定量的菌剂和腐熟堆肥均可加快堆肥腐熟,缩短堆肥周期。     

农林废弃物对厨余垃圾堆肥腐殖化的影响与微生物驱动机制

高碳源农林辅料复配是实现厨余垃圾好氧堆肥促腐提质的关键技术,但不同辅料对厨余垃圾堆肥过程腐殖化的影响及其相应的微生物驱动机制仍不清楚,从而限制了对辅料的有效筛选与利用。为此,该研究选用园林废弃物、玉米秸秆和西瓜秧3种典型高碳源农林废弃物为辅料,探究其对厨余垃圾堆肥过程有机质腐殖化的调控效果与机制。研究结果表明：相较于园林废弃物和西瓜秧,添加15%玉米秸秆（湿质量）作为辅料,能够有效调节堆体物料结构,富集功能微生物,促进厨余垃圾堆肥产物腐熟度提升,种子发芽指数可达139%。具体而言,西瓜秧蛋白质含量较高,作为辅料能够在堆肥初期促进堆体快速升温,但不利于高温期延续,且产物腐殖化程度较低。相比之下,园林废弃物和玉米秸秆添加可以在高温期和降温腐熟期富集更多Ureibacillus、Bacillus Oceanobacillus和Flavobacterium等具有木聚糖降解和纤维素降解功能的细菌,促进有机质转化为多酚、氨基酸等腐殖质前驱物,进而推动稳定的腐殖酸生成。特别是玉米秸秆作为辅料时有效增加了具有木质纤维素降解功能的细菌,从而能够加速有机质的降解,促进腐殖化提升75%,研究结果为选取适宜的辅料强化厨余垃圾堆肥产品品质提供参考。     

Cu对猪粪堆肥过程中堆料性质和氧化还原类酶活性的影响

以猪粪和秸秆为主要试验材料, 添加不同浓度重金属Cu, 采取发酵罐处理方法, 在好氧高温条件下研究了重金属Cu对猪粪堆肥过程中多酚氧化酶、脱氢酶活性的变化, 以及堆腐过程堆体温度、堆料pH、胡敏酸E4/E6值变化的影响。结果表明: 不添加外源重金属Cu的CK处理在降温期堆温高于Cu含量为100 mg·kg^-1、500 mg·kg^-1的堆料; CK堆料pH最低点为5.94, E4/E6平均值为3.88。Cu含量为500 mg·kg^-1的堆料pH最高点为8.85, E4/E6平均值为3.68。Cu含量为100 mg·kg^-1的堆料升温快, 高温期持续时间长, 最高温度高于CK和Cu含量为500 mg·kg^-1的堆料, 能有效杀灭病原微生物, 达到无害化处理要求; 堆料pH控制在7~8之间, E4/E6大多情况低于CK和Cu含量为500 mg·kg^-1的堆料, 多酚氧化酶平均活性、脱氢酶平均活性均最高, 但在脱氢酶活性测定中表现出“抗性酶活性现象”。     

猪场废弃物强制通风静态堆肥处理过程参数的试验研究

3种配比的通风静态堆肥试验表明：在适宜的C/N、水分、通风条件下，不同辅料和配比的堆体均能够达到设定温度55℃，并维持一定的高温期，堆肥产品的卫生学指标达到国家粪便无害化标准。通风是静态好氧堆肥的关键因素，不同原料的升温速率明显不同， 通气性能好的锯末和秸秆混合配料可在3～4 d达到设定温度，升温速率明显优于单独使用锯末配料，堆肥过程的高温和水分蒸发可明显降低堆体的含水率，堆肥后堆体体积比堆肥前减少1/2～1/3。     

厨余垃圾沼渣堆肥与化学改良剂对城市搬迁地土壤团聚体形成的影响

为改善城市土壤团粒结构，以上海典型搬迁地土壤为研究对象，通过室外培养试验，研究了不同用量厨余垃圾沼渣堆肥和化学改良剂分别单施以及混施对土壤水稳定性团聚体、团粒结构形成的影响。结果表明：20%、30%沼渣堆肥单施处理可显著增加搬迁地土壤0.5~1.0、1.0~2.0 mm粒径大团聚体以及0.106~0.25 mm粒径微团聚体质量分数（P<0.05），而显著降低<0.106 mm粒径微团聚体质量分数（P<0.05）。化学改良剂β-环糊精单施处理可显著增加土壤微团聚体总量（P<0.05）；3 kg/m³用量硫酸钙、氧化铁单施处理均可显著促进土壤大团聚体的形成（P<0.05）。沼渣堆肥和化学改良剂混施处理较单施处理显著增加土壤>2.0、0.25~0.5 mm粒径大团聚体质量分数（P<0.05），而降低<0.106 mm粒径微团聚体质量分数（P<0.05）。在沼渣堆肥处理中，以20%沼渣堆肥添加量对土壤团粒结构改良效果最佳；在化学改良剂处理中，以3 kg/m³硫酸钙处理对土壤团粒结构改良效果最佳，其次是3 kg/m³氧化铁处理。WG₂₀+SM_mix处理（20%沼渣堆肥+化学改良剂混施）对搬迁地土壤团粒结构改良效果最佳，团粒结构达19.03%，较CK（对照组）、SM_mix（化学改良剂混施）、WG₂₀（20%沼渣堆肥）处理分别提高了94.0%、73.5%和26.0%。     

塔里木沙漠腹地日光温室温度效益

塔克拉玛干沙漠腹地日光温室在冬季未加热时,温室内气温比室外高14℃,地温高15℃以上,可确保抗寒力较强的蔬菜正常生产;苇草草帘增温0.9℃,中棚增温3.7℃;当与温室被、中棚联合使用时,可确保绝大部分蔬菜正常生产。加热可使内外温差达30℃,可提供如西红柿、黄瓜、辣椒等对温度要求较高的蔬菜品种获得高产所需的最佳温度环境。沙漠地区直射光可使温室内温度迅速上升达3.5℃/h,散射光也可确保温度不迅速下降。通风效率：温度上升减慢为0.33℃/h·m²～2.44℃/h·m²,温度下降增快3.7℃/h·m²。温室内温度不均,其规律为两端高、中间低;北面高、南面低。加热炉间距离应在25m左右,以使温室内温度分布更均匀。     

添加玉米秸秆对胡萝卜尾菜堆肥过程的影响

为解决规模化胡萝卜种植过程尾菜处理难的问题，在通风速率为0.05 m³/min的条件下，探讨不同添加比例的玉米秸秆对胡萝卜尾菜堆肥过程中腐熟度、气体排放和酶活性的影响。通过分析腐熟度、气体排放和酶活性之间的响应关系，确定最优辅料添加比例，以期实现胡萝卜尾菜无害化、资源化利用。结果表明：不同胡萝卜尾菜好氧堆肥产品均能满足种子发芽率指数≥70%的无害化标准；NH₃和CO₂排放集中在前7 d，排放速率主要受温度、pH值等理化性质影响，同时鸡粪的添加导致NH₃ 累积排放量增加，不添加任何辅料的胡萝卜尾菜单独堆肥处理（CK）其CO₂ 排放速率最高； 胡萝卜尾菜单独堆肥处理（CK）及7.5%秸秆添加处理（T1）在堆肥期间含水率较高，易产生渗滤液；通过相关性热图、冗余分析对5个处理的气体排放、腐熟度、酶活性进行显著性、相关性分析，进一步证实NH₃、CO₂的排放与温度呈正相关，与pH值呈负相关关系；同时过氧化氢酶与腐熟度指标有显著正相关关系，纤维素酶活性影响堆肥产品的腐熟度。因此，胡萝卜尾菜好氧堆肥过程中，添加15%玉米秸秆辅料（T2）可以提高C/N比、孔隙度，降低渗滤液产出，同时CO₂ 排放量较胡萝卜尾菜单独堆肥（CK）降低6.63%。该研究可为胡萝卜尾菜无害化和资源化利用提供技术支持。     

香菇菌棒灭菌乏汽余热回收供热系统性能分析

香菇菌棒工业化生产灭菌工艺中余热外排浪费严重,同时造成了热污染和乏汽冷凝水无序飘洒等问题。对灭菌工艺的乏汽和冷凝水进行了余热回收利用系统设计与实际应用,并对工程实测数据进行了分析。该研究结果表明,供暖季余热用于香菇菌棒培养棚和厂区办公楼、宿舍楼等建筑的供暖,供水温度范围35～50 ℃,每日供热量在8～18 GJ之间,非供暖季余热用于燃气锅炉补水的二次加热及生活热水的加热,供水温度范围65～75℃,每日供热量在6～10 GJ。该项目预计节约费用约19.4万元/a,大约3.1 a可以回收投资。减少二氧化碳排放135.6 t/a,减少二氧化硫排放10.35 kg/a,减少二氧化氮排放43.5 kg/a,减少烟尘排放16.57 kg/a,体现了较好的经济效益和环境效益。     

北方典型农村生活垃圾分类模式初探——以曲周县王庄村为例

以华北平原上的曲周县王庄村为研究对象,在对村民进行环境意识调查的基础上详细分析了生活垃圾组成及农业活动旺季垃圾的变化趋势,并对生活垃圾分类进行了典型示范。结果表明,村民对垃圾污染问题较为关注,并希望能回收利用,但主动改善性不强;王庄村生活垃圾成分较为简单,主要可分为有机垃圾、无机垃圾、塑料垃圾及有害垃圾4大类,产生量为有机垃圾〉无机垃圾〉有害垃圾〉塑料垃圾,其中有机垃圾占主要部分,达到56.76%;农户种植生产活动对有机垃圾和有害垃圾的产生有显著影响,无机垃圾产生量则主要与农户的燃料结构变化有关。通过对垃圾分类试验的效果进行分析得出,北方以种植业为主的农村地区适宜采取以村为单位的垃圾分类收集方法,并实施村委会-保洁员-农户三方的监督机制和适当奖惩措施,垃圾处理方式开始宜采取卫生填埋兼以废品回收的无害化模式,并逐渐过渡到分类利用的资源化模式。     

黄陵煤矿采煤中弃矸流失及其防护工程设计

黄陵煤矿在建设和采煤期间大量排弃矸石,渣和破坏森林植被,将可能产生严重的水土流失,根据设计暴雨洪水分析,设计了两座拦矸坝和两座拦矸堰及其它防护设施,以控制弃矸流失,保护矿区生态环境。     

采用厌氧分步固体反应器系统进行蔬菜废弃物厌氧分解

最近获得专利的厌氧分步固体反应系统(美国专利号6342378B1)是一种新型的用于将固体废弃物转化为沼气以获取生物能源的新技术。此技术已被用以转化多种固体废弃物的科学研究,其中包括作物秸秆、动物粪便、食品废弃物和城市固体废弃物。研究结果证明,此技术不仅先进可行,而且操作简单。根据此技术,一种大型的用于将废弃物转化为能源的厌氧分步固体反映系统已经在美国开发出来。该文主要介绍此技术用于大蒜废弃物转化的研究结果     

Co-incorporation of biodegradable wastes with crop residues to reduce nitrate pollution of groundwater and decrease waste disposal to landfill

Return of high nitrogen (N) content crop residues to soil, particularly in autumn, can result in environmental pollution resulting from gaseous and leaching losses of N. The EU Landfill Directive will require significant reductions in the amounts of biodegradable materials going to landfill. A field experiment was set up to examine the potential of using biodegradable waste materials to manipulate losses of N from high N crop residues in the soil. Leafy residues of sugar beet were co‐incorporated into soil with materials of varying C:N ratios, including molasses, compactor waste, paper waste, green waste compost and cereal straw. The amendment materials were each incorporated to provide approximately 3.7 t C per hectare. The most effective material for reducing nitrous oxide (N₂O) production and leaching loss of NO₃^? was compactor waste, which is the final product from the recycling of cardboard. Adding molasses increased N₂O and NO₃^? leaching losses. Six months following incorporation of residues, the double rate application of compactor waste decreased soil mineral N by 36 kg N per hectare, and the molasses increased soil mineral N by 47 kg N per hectare. Compactor waste reduced spring barley grain yield by 73% in the first of years following incorporation, with smaller losses at the second harvest. At the first harvest, molasses and paper waste increased yields of spring barley by 20 and 10% compared with sugar beet residues alone, and the enhanced yield persisted to the second harvest. The amounts of soil mineral N in the spring and subsequent yields of a first cereal crop were significantly correlated to the lignin and cellulose contents of the amendment materials. Yield was reduced by 0.3–0.4 t/ha for every 100 mg/g increase in cellulose or lignin content. In a second year, cereal yield was still reduced and related to the cellulose content of the amendment materials but with one quarter of the effect. Additional fertilizer applied to this second crop did not relieve this effect. Although amendment materials were promising as tools to reduce N losses, further work is needed to reduce the negative effects on subsequent crops which was not removed by applying 60 kg/ha of fertilizer N.     

Impact of spent coffee grounds as organic amendment on soil fertility and lettuce growth in two Mediterranean agricultural soils

The use of spent coffee grounds (SCG) as organic amendment is a triple solution: a reuse of this bio-residue (6 millions of tons per year), an increase in soil organic carbon (SCG contain 82% of carbohydrates and 13% of proteins) and a decrease in CO₂ emissions into the atmosphere. Thus, we investigate the effect of SCG on soil and plants in an in vitro assay. The variables considered were SCG dose (2.5 and 10%), two agricultural soils (Calcisol and Luvisol), and four cultivation times (15, 30, 45 and 60 days). The chemical and physicochemical soil properties, SEM images and growth parameters were analyzed. The highest dose of SCG increased organic carbon, total N and available K and P by 286%, 188%, 45%, and 9%, respectively, while decreasing lettuce growth by 233% compared to control. The SEM study revealed that SCG particles are incorporated into soil aggregates and microorganisms grow over them, which is also corroborated by a 10-times increase of soil respiration rate. The behavior of both soils differs for some SCG effects. In conclusion, SCG have a great potential to increase soil fertility and further investigations are needed in order to improve the use of SCG as amendment.     

厨余垃圾、绿化废弃物和茶叶渣中试共堆肥系统效果评估

为解决厨余垃圾等有机废弃物处理难的问题，该研究以厨余垃圾、绿化废弃物和茶叶渣为主要原料，通过控制通风方式和菌种类型在堆肥成套设备内开展中试好氧堆肥，选取温度、含水率、碳氮比（C/N）、总养分、有机质含量、种子发芽指数和卫生学特性等指标评估共堆肥系统的技术可行性和经济可行性。结果表明：选择间歇式通风方式并按质量分数1‰投加复配菌剂，堆肥在65 ℃以上高温持续7 d；经10 d发酵，物料含水率和C/N分别从63.5%和31.5降至30.1%和9.6；堆肥产物的总养分（9.8%，质量分数，下同）和有机质含量（43%）均远高于NY/T 525-2021农业行业标准（总养分≥4%，有机质含量≥30%）；堆肥产物腐熟度和卫生学特性状况良好，种子发芽指数达88.3%，粪大肠菌群数<3 个/g，产物中未发现蛔虫卵。该共堆肥系统的废物平均处置成本低至（248.67±19.89）元/t。研究结果可为实现厨余垃圾、绿化废弃物和茶叶渣的低成本、规模化处理，有效解决厨余等有机废弃物环境污染问题提供参考依据。     

法国梧桐叶片炭和枝条炭对水中Pb2+的吸附特性影响

以法国梧桐叶片和枝条为原料在500℃下通过限氧裂解法制成生物质炭,进而采用批量吸附法探究了不同溶液初始pH、吸附时间、溶液初始Pb~(2+)浓度对生物质炭吸附效果的影响,并通过拟合吸附动力学曲线和吸附等温线方法初步研究吸附机理。结果表明,与法国梧桐枝条炭相比,叶片炭矿质元素组成相对较为复杂,官能团种类较丰富。2种生物质炭均在吸附时间为24 h时、初始pH为5时达到最大吸附量,叶片炭的最大吸附量比法国梧桐枝条炭高25.6%。2种生物质炭的动力学吸附过程均符合准二级动力学方程,表明吸附速率主要受化学因素控制;2种生物质炭的吸附等温线更符合Langmuir模型,吸附以单分子层为主,也存在层间扩散的多分子层吸附。综上所述,2种生物质炭均能较好地吸附水溶液中的Pb~(2+),叶片炭的吸附效果比枝条炭更明显,在实际生产中可以将法国梧桐修剪枝和落叶炭化后用于铅污染水体修复。     

我国畜禽粪便处理设备的研究现状及其发展趋势

对我国用于畜禽粪便处理的输送、分离、干燥及发酵设备的研究开发现状进行了分析和评述,指出了目前存在的问题和今后的发展方向。认为,畜禽粪便的处理和利用应结合中国国情,走综合利用的道路,向能源化、饲料化和肥料化等方向发展。     

我国畜禽粪便处理设备的研究现状及其发展趋势

对我国用于畜禽粪便处理的输送、分离、干燥及发酵设备的研究开发现状进行了分析和评述,指出了目前存在的问题和今后的发展方向。认为,畜禽粪便的处理和利用应结合中国国情,走综合利用的道路,向能源化、饲料化和肥料化等方向发展。