城市生活垃圾堆肥过程动力学模型研究

基于堆肥反应动力学理论，以反应过程中涉及的关键控制因子温度、含水率、氧气含量作为研究对象，建立了城市生活垃圾堆肥过程动力学模型．同时结合实验研究，发现堆料含水率、耗氧量、底物降解速率的实验结果能较好的与模型模拟预测结果相吻合；温度变化的实验值在反应过程的中间部分出入较大，而前面部分跟后面部分与模拟量也能基本相同．     

校园垃圾和园林废弃物堆腐物作为花卉栽培基质可行性研究

[目的]研究校园垃圾和园林废弃物堆腐物作为花卉栽培基质的可行性.[方法]应用50 L仓式高温好氧堆肥装置,以桂林理工大学的校园垃圾和园林废弃物为原料,采取氧气-温度联合反馈连续通风的控制方式进行堆肥,并测定堆肥前后堆料的含水率、VS、TP、TN和pH.并将堆肥腐熟产品和土壤按m:m=1∶4混匀作为花卉栽培基质与原土壤(空白组)进行盆栽对比试验.[结果]通风量为80、72、48、60、72和60 L/h,氧气含量控制值为10％时,堆肥效果较好;添加堆肥产品的万寿菊各项生长指标优于空白组,且生物量增加了20.4％.[结论]校园垃圾和园林废弃物堆腐物作为花卉栽培基质具有较好的可行性和广阔的应用前景.     

小型堆肥箱用于餐厨垃圾连续堆肥的性能试验

设计了一种小型餐厨垃圾堆肥箱。堆肥箱由自控系统、反应室和通风搅拌装置组成。反应室容积43 L,自控系统可实现对温度、搅拌和通风的自动控制。将餐厨垃圾与辅料投入反应室,搅拌装置进行搅拌、混合,由通风系统保持好氧条件,控温系统控制反应室温度,制作堆肥肥堆。对堆肥箱进行性能测试,初始投料30 kg,温度控制在40 ℃,含水率调节为55%,测定堆肥过程中减重、臭气指数、含水率、pH值、电导率、有机质、C/N等间接反映肥堆腐熟度的理化指标。结果表明：堆肥进行第5天时,肥堆减重最大,为3.5 kg/d;至第20天,肥堆由淡黄色变为黑褐色,臭气指数降为,pH值7.,有机质含量81.6%,C/N为19.5,表明堆肥达到腐熟。     

城市生活垃圾隧道式静态好氧堆肥试验研究

[目的]更好地处理城市生活垃圾。[方法]采用大型隧道仓,对未分类收集的高含水率的城市生活垃圾进行强制通风的静态高温好氧堆肥试验,观察氧浓度、温度、耗氧速率、含水率等指标的变化。[结果]大体积物料含量≤50%(体积比)、含水率≥65%(WB)、堆高2m的原垃圾堆,静置沥水3d后通风,堆体中起始平均氧浓度≥17%,4d后温度达50℃以上,55℃以上的高温持续7d,满足卫生化要求,第10～25天耗氧速率都较高,最高达1%(ΔO2)/min;堆肥前期含水率略有上升,后期下降。物料发酵20d左右出仓,有机质含量350g/kg左右,含水率≤50%(WB),有利于后续机械筛分和二次发酵。氧浓度的较低区和耗氧速率较高时段及高温段都有极好的相关性。[结论]直接用隧道仓进行城市生活垃圾高温好氧发酵是可行的。     

不同填充料对鹿粪好氧堆肥效果的影响

[目的]为了研究玉米秸秆、玉米芯、稻壳3种填充料对鹿粪好氧堆肥效果的影响.[方法]采用仓式堆肥反应器,以鹿粪为底料,测定不同填充料堆体中温度、含水率、好氧速率、C/N比等指标随时间变化的动态过程.[结果]3种物料均可作为鹿粪堆肥的填充料,达到无害化的要求.[结论]当采用大粒径,具有疏松的多孔性结构的玉米芯同鹿粪堆肥,便于通风供氧,堆体升温和降温速度较快,高温持续时间较长,含水率下降迅速,堆体物料腐熟速度快,有利于推动堆肥进程加速进行.     

剩余污泥与木屑·鸡粪·猪粪混合好氧堆肥研究

[目的]为明确剩余污泥好氧堆肥的过程参数控制和物料组配比例。[方法]利用剩余污泥与木屑、鸡粪、猪粪按不同体积比例混合进行好氧堆肥研究。[结果]从温度、pH和含水率来看,试验的前4 d是好氧堆肥反应的高峰期,而16 d后基本处于后腐熟阶段;从氮素损失量来看,堆肥过程中3个堆体损失率为18.6%～22.8%,其中堆体A保氮效果最好;从种子发芽率来看,堆体B种子发芽率最高,表明该堆体腐熟程度最高。[结论]3种物料组配方案均得到处理效果较好的污泥堆肥。     

生物废弃物好氧处理过程中的物质变化

研究了通气量、压实度、颗粒度对生物垃圾好氧处理过程中还原糖、有机物含量变化的影响。结果表明：还原糖开始迅速下降,最终达到稳定平衡;处理后1～3 d内有机物降解最快,随后降解缓慢;比较适宜的好氧处理条件为：通气量25 m^3（/h.t）,压实度0.247kg/L,颗粒度8 cm。     

兔粪高温堆肥的控制参数及发酵机制研究

[目的]为兔粪堆肥过程中的辅料选择、配方设计及工艺优化等提供科学依据。[方法]以兔粪、稻草和食用菌渣为原料,采用人工翻堆的方式进行高温堆肥,研究兔粪堆制过程中理化参数的变化规律及高温发酵机制。[结果]经过35 d的堆腐,堆体含水率、总有机碳含量和C/N逐渐下降,全氮含量逐渐升高,堆体进入腐熟阶段;从试验组取部分堆肥加入5%面粉后堆体温度逐渐升高,进入2次发酵,堆体pH值先逐渐下降后又逐渐回升,其总有机碳和全氮含量及C/N变化不明显。[结论]水溶性速效碳源是堆肥后期微生物繁殖的限制因子,适时提供水溶性速效碳源可加速物料腐熟。     

牛粪堆肥中添加石灰氮对堆肥发酵的影响

[目的]为了探讨石灰氮是否适合作为抑菌剂应用于堆肥化处理。[方法]采用静态堆肥系统,借助通风和翻堆等方式进行堆肥试验,测定堆肥过程堆料的物理性质、温度、水分、T-N、NH4+-N/NO3--N和大肠杆菌数量的变化,进一步研究堆肥中添加石灰氮对堆肥发酵的影响。[结果]在堆肥结束时对照大肠杆菌仍有残留,而各处理大肠杆菌迅速达到检出界限以下,但各处理组随着石灰氮添加量的增加堆体堆料氮素损失增多,且堆体达到腐熟所需的时间越长。[结论]在堆肥中添加石灰氮会延长堆肥时间,导致堆料氮素损失增多,但石灰氮作为一种杀菌效果良好的抑菌剂,如何合理地应用于堆肥化处理中有待于进一步研究。     

复合菌剂接种鸡粪堆肥的效应研究

传统自然堆肥耗时长,发酵不易完全腐熟。该研究将复合菌剂接种于鸡粪堆肥,旨在短时间内使堆肥达到完全腐熟。选用鸡粪为堆肥原料进行自然通风堆肥试验,研究了添加复合菌剂在堆肥过程中对温度、含水率、C/N比、NH4+-N、pH值、种子发芽指数等腐熟指标的影响。结果表明,相对于CK处理,复合菌剂能够快速提高堆料温度,使温度迅速超过50℃达到63℃,加快有机物料分解速率和堆料脱水速率,使含水率和C/N比分别降至20.20%和17.52,速递分别提高了33.28%、30.54%,促进了堆肥的腐熟、稳定;试验13 d时,NH4+-N降至0.19 g/kg,验证了复合菌剂使堆料完全腐熟;pH值下降至7.63偏中性,有效控制了氨气挥发和臭气产生,减少营养损失和环境污染;种子发芽率达到55.98%,堆肥达到腐熟指标,可以作为有机肥施用。添加复合菌剂有助于鸡粪堆肥发酵腐熟,显著缩短鸡粪发酵时间,对堆肥的科学生产具有重要指导意义。     

不同通风方式对粪渣与树叶共堆肥的影响

[目的]探讨不同通风方式对粪渣与树叶共堆肥的影响。[方法]以粪渣与树叶为原料,采用3种通风方式进行静态好氧堆肥试验,分析温度、含水率、VS、pH值,以及NH4＋-N和NO3-N含量、发芽率（GI）等指标随时间变化的特征。[结果]在粪渣与树叶含水率分别为81.5%和10.0%,粪渣与树叶质量比为4∶1时,3种通风方式均可实现高温好氧堆肥,各指标变化趋势一致且差别不大,其中温度保持55℃以上均超过7d,待堆肥结束时GI均超过90%。[结论]3种通风方式均可实现高温好氧堆肥。     

厨馀堆肥腐熟度评估分析

[目的]建立厨馀堆肥的腐熟度评估指标。[方法]通过对厨馀堆肥好气堆积处理的研究,了解腐熟厨馀堆肥特性。[结果]确定堆肥的pH值、电导率、有机质、全氮、碳氮比、阳离子交换容量、养分和污染物含量等作为堆肥腐熟度的评估指标。[结论]该研究可为厨馀堆肥制作和施肥提供理论依据。     

间歇式曝气与人工翻堆对堆肥化进程的影响

利用间歇式曝气方式,控制堆肥堆体内氧气体积分数调节堆体内有氧/无氧交替周期,与翻堆方式比较,考察不同发酵模式对堆肥化进程及堆肥性质的影响.结果表明:间歇式曝气和翻堆方法均能有效提升堆体内氧气体积分数(翻堆后可使堆体内氧气体积分数达18.5％,曝气可使堆体内氧气体积分数达15.5％).但曝气和翻堆结束后,堆体内的氧气会迅速下降,翻堆方式在27 min内耗尽氧气,间歇式曝气方式在24 min内耗尽氧气.在堆肥化过程中,间歇式曝气与翻堆相比,堆体温度提前约10 d达到室温;堆体含水量提前约18d达到稳定状态;间歇式曝气能够促进堆肥pH快速恢复至中性.堆肥化结束后,间歇式曝气方式与翻堆方式分别使堆肥物料减少51.3％和44.6％(质量分数);总氮含量分别稳定在1.66和1.62 mg/g.可见,间歇式曝气与传统翻堆方式相比,能够促进堆肥快速达到稳定状态,缩短腐熟周期.且比连续曝气节约能源.     

普通和高温预处理下污泥蚯蚓堆肥的技术研究

[目的]采用直接和经高温预处理2种方式进行污泥蚯蚓堆肥,考察温度、含水率随堆肥时间的变化规律,比较2种方式的异同。[方法]通过加入不同物料(稻壳、锯末、磷矿粉、粉煤灰、菜叶、果皮)改变污泥蚯蚓的有机质配比,观察pH、有机质含量和电导率的变化。[结果]蚯蚓堆肥处理城市污泥的最适宜温度是20℃左右;蚯蚓堆肥过程中的含水率控制在55%~70%;蚯蚓堆肥原料有机质含量控制在40%~60%;采用半腐烂的菜叶和果皮调节pH,使蚯蚓和微生物在中性和偏碱性条件下生活;经高温堆肥一次发酵预处理后的蚯蚓堆肥污泥电导率始终呈下降趋势,直接蚯蚓堆肥污泥电导率呈先上升后下降。[结论]普通和高温预处理下污泥蚯蚓堆肥可行,堆肥影响因素变化各异。     

辅料配比及通风速率对污泥气流膜堆肥过程氮素迁移的影响

为探究污泥堆肥演变规律并优化污泥气流膜堆肥工艺参数,以园林垃圾和玉米秸秆作为辅料,通过对堆肥过程中的理化指标及可溶性有机物的三维荧光光谱等进行分析,分别研究了3种不同辅料配比、3档通风速率对气流膜堆肥过程氮素变化的影响。结果表明：与其他堆体相比,在辅料配比为7∶3∶1 （污泥∶园林垃圾∶玉米秸秆）、通气速率为0.9 m³·h-1的条件下,堆体总氮含量相对上升了9.65%,腐植酸类物质的荧光强度相对百分含量增加了76.62%,此条件下堆体内氮素向稳定的可利用含氮物质中迁移最多,堆肥效果最佳。研究表明,辅料添加量越大,高温阶段持续越长,无害化处理效果越好,但腐熟效果不佳;通风速率对堆肥过程中氮素的稳定化转移影响较大,合适的通风速率能使氮素向有利的方向迁移。     

人粪便生态厕所好氧降解过程氮的迁移转化研究（Ⅰ）——高温堆肥

[目的]研究人粪便生态厕所高温好氧堆肥氮的迁移转化。[方法]利用密闭式好氧高温堆肥反应器,以新鲜锯末为空白载体,对高温堆肥条件下氮的迁移转化及堆肥产物的保氮特性进行了研究。[结果]在高温60℃、含水率60%以及连续强制供气条件下,经过为期2周的堆肥,粪便中有机物去除率达到70%以上,而总氮Ntot的损失仅有17%。氮的损失主要发生在堆肥反应的第1天,由无机氮Nino的迅速减少造成,而有机氮Norg几乎不变。占Nino90%以上的NH4-N在堆肥反应第1天迅速降低,此后缓慢减少至几乎消失。通过物料的平衡发现,在堆肥反应第1天NH4-N的减少量与堆肥反应的前24 h连续吸收的NH3-N的总量一致,说明NH4-N转化为NH3-N是高温好氧堆肥过程粪便中氮损失的主要原因和控制的关键。[结论]高温堆肥可成为一种能使堆肥产物中保持高含量的氮从而使其更好地作为有机肥的有效方法。     

鸡粪好氧堆肥腐熟度的研究

[目的]测定、评价鸡粪好氧堆肥腐熟度,为堆肥生产提供参考。[方法]采用自制的简易发酵罐,实验室模拟鸡粪便好氧堆肥发酵,测定堆肥不同时段具有实用意义的腐熟度和粪便无害化标准的各项指标,并对堆肥腐熟情况进行分析与评价。[结果]好氧堆肥温度最高达50～55℃以上并持续5～7 d,pH的变化范围为7.3～8.6,含水率基本维持在60%左右,有机质含量由最初的86.2%降至63.9%,C/N由最初的24.7降至堆肥12 d 20.0、0,种子发芽指数在堆肥第10天达80%以上,粪大肠菌值由0.001升至0.173,蛔虫卵的死亡率在第7天左右达95%以上。[结论]堆肥过程中的温度、pH、含水率、有机质含量、C/N、种子发芽指数、粪大肠菌值及蛔虫卵的死亡率等指标均达到鸡粪好氧堆肥腐熟度的要求,保证了堆肥的充分腐熟。     

不同通风量下猪粪好氧堆肥中氧气浓度的变化

采用强制通风静态筒堆肥系统,测量不同通风量下的堆体内的耗氧速率和氧气浓度,对堆肥过程中不同通风量下耗氧速率的差异、氧气浓度的动态变化进行了分析.结果表明,堆肥过程中耗氧速率和含水率有很大的关系,含水率偏高,耗氧速率下降,本实验中耗氧速率先降后升再下降,后期下降不明显;在整个堆肥过程中,堆体内的氧气浓度总体呈上升趋势,中后期氧气浓度增加比前期明显;停止通风后5 min内氧气消耗速率最快,之后消耗速度缓慢;本系统的最佳通风量为0.35 m3/min.