有机固废堆肥过程的水分平衡模型研究进展

畜禽粪便等有机固体废物堆肥过程中水分含量影响堆肥反应过程,并最终影响堆肥产品质量和后续的产品加工,建立堆肥过程中的水分平衡模型有利于深入理解堆肥过程并优化堆肥过程的工艺参数。该文基于国内外研究进展,对堆肥模型建立基础、水分模型及有机质降解模型研究现状进行综述,概括了堆肥过程中水分迁移转化的主要途径,明确了堆肥过程有机质降解产生的水分是水分平衡模型的重要组成部分。同时,提出可以根据物料平衡思想建立堆肥过程中质量平衡模型,由此分析了堆肥过程中水分平衡模型和有机质降解模型。现在的水分质量平衡模型考虑了堆肥过程中通风对流、水汽蒸发以及微生物作用有机质降解产水对水分的影响,将水分模型分为对流模型、反应—对流模型、反应—蒸发模型和反应—对流—扩散模型4种模型。堆肥产水过程中的有机质降解模型主要有一阶动力学模型、Monod模型和经验模型。     

适量通风显著降低鸡粪好氧堆肥过程中氮素损失

【目的】研究不同通风量对鸡粪好氧堆肥过程中温度、含水率、种子发芽指数 (GI) 及氮素形态转化的影响，以期在达到鸡粪无害化要求的前提下，为减少鸡粪好氧堆肥过程中的氮素损失、提高堆肥成品品质、优化通风曝气工艺参数和节省能耗提供参考。【方法】试验在山东某有机肥厂好氧堆肥车间开展，以鸡粪和稻壳为原料，按照1∶1(质量比) 混合均匀之后作为堆肥初始物料。在间歇性强制通风和翻抛条件下，设置低、中、高3个通风水平，即通风量依次为0.1、0.2和0.3 m3/(m3·min)，好氧堆肥周期为28 天。通过现场定期采样，测定温度、全氮、NH₄+-N、NO₃–-N、pH、含水率和发芽指数等指标，研究不同堆肥阶段各指标的变化和氮素形态的转化。【结果】在整个好氧堆肥周期内，堆体温度呈现先升高后降低的趋势，低、中和高通风量的最高温度分别达到68.3℃、71.8℃和68.6℃，高温 (≥ 50℃) 持续时间均超过12 天，达到了畜禽粪便无害化卫生要求；含水率逐渐下降，各通风量处理分别由最初的63.2%、62.1%和64.5%降低到32.4%、30.1%和29.2%；pH先升高后降低，至好氧堆肥结束时，各通风处理的pH均处于7.5～8.0 之间；种子发芽指数 (GI) 均大于80%，说明经过28 天的好氧堆肥后，三个通风处理条件下的鸡粪堆肥成品均达到了腐熟度要求。NH₄+-N含量均呈现先增长后逐渐降低的趋势；NO₃–-N含量呈现明显的增加趋势；总氮 (TN) 含量在整个好氧堆肥周期内整体上呈现先降低后增加的趋势；经过28 天的好氧堆肥结束之后，低、中、高通风处理的氮素损失率分别为19.8%、20.2%和29.6%，低通风量与中通风量之间差异不显著，高通风量显著高于低通风量和中通风量 (P ≤ 0.05)。【结论】在鸡粪进行好氧堆肥过程中，通风量为0.1、0.2和0.3 m3/(m3·min) 下，堆肥成品均能达到腐熟度和无害化要求，其中采用中通风量0.2 m3/(m3·min) 时的氮素损失较少，且种子发芽指数较高。综合以上指标及实际工厂化运行过程的影响因素，在鸡粪好氧堆肥过程中建议采用的通风量为0.2 m3/(m3·min)。     

稻苗在磁化营养液中生长状况及吸收K~+动力学研究简报

离子耗竭技术水培试验的结果表明 ,磁化营养液可促进稻苗生长 ;在经 0 2T、0 4T磁化强度处理后的营养液 ,其稻苗吸收K+ 动力学参数Km 值和Cmin值比对照减小 ,Vmax值则增大 .     

猪粪好氧堆肥过程中氧气的剖面分布特征

采用堆肥氧气专用监测探头，研究了猪粪快速好氧堆肥过程中氧气的剖面分布特征。结果表明，在不同堆肥阶段，通风充氧后堆体各深度氧气浓度都可以恢复到17％以上，下部氧气恢复时间较上部短，恢复后，氧气浓度较上部高。停止通风后，上部氧气浓度的减小速度比中、下部快，减小后氧气浓度较下部低，随着深度的增加，停止通风后氧气浓度的减少趋势逐渐变缓。随着堆肥的进行，各部位通风前的氧气浓度值逐渐升高，高温中期以后，中、下部通风前的氧气浓度可以达到10％以上，氧气浓度的减小趋势也逐渐减缓。     

城市污泥生物干化过程的有机质转化与产水规律

城市污泥生物干化期间,微生物降解有机质产生水分,影响最终的干化效率。该研究采用自动控制技术进行城市污泥生物干化,测定了干化过程不同阶段的有机质组分转化,并通过水分平衡方程计算了污泥干化过程中堆体的产水量,研究了干化过程的产水规律。结果表明,第1次高温期是有机质降解最快的时期,日均降幅达6.68 kg/(t·d);生物干化完成时,有机质中的易降解有机质(易水解物和脂类)比例由49.91%降至37.94%,腐殖酸的比例由39.34%升至54.14%;堆体总产水量为61.80 kg/t,产水速率排序为:第1次高温期升温期第2次高温期降温期,其中第1次高温期日均产水速率达6.51 kg/(t·d),该时期也是有机质降解速率最大的时期。整个生物干化过程中,堆体产水量与蒸发量的比值为1:6.7,产水量远低于蒸发量,各阶段的产水量变化可为优化生物干化工艺提供参考。     

粉煤灰混凝土在沿海垦区渠道防渗中的应用

将粉煤灰混凝土技术应用于沿海垦区的灌溉渠道防渗工程，采用掺50％粉煤灰替代40％的水泥，同时掺入胶凝材料总量1．5％的粉煤灰混凝土复合外加剂，不仅使混凝土生产成本降低了15％，而且混凝土的物理力学性能完全满足渠道防渗工程的技术要求，解决了以往粉煤灰混凝土早期强度低、不易机械成型的技术难题，示范工程的实际使用效果表明粉煤灰混凝土渠道防渗技术性能良好。     

城市污泥与调理剂混合堆肥过程中有机质组分的变化

【目的】研究城市污泥堆肥过程中各项有机质组分及碳、 氮在堆肥过程中的形成与转化,以期改善堆肥的生物有效性,促进其土地利用。【方法】在工厂规模化下,以城市污泥、 蘑菇渣锯末以及返混料按照6∶3∶1的质量比混合形成堆肥物料,辅以强制通风措施和翻抛,进行为期18 d的高温堆肥试验。堆肥期间定期采样,测定指标包括温度、 C/N值、 pH、 含水率、 有机质降解率、 水溶性组分、 半纤维素、 纤维素和木质素,研究堆肥期间不同阶段堆肥物料中有机质组分的动态变化。【结果】堆体温度随着发酵时间的延长呈现先升高后降低的趋势,最高温度达到71.3℃; 含水率由60.7%降低到51.4%,pH呈现先升高后降低的趋势,总体处于6.0~7.5之间; 总有机碳含量持续下降,氮素含量表现为高温期持续下降随后呈上升的趋势; 初始阶段,堆肥物料中四种成分含量分布为: 水溶性组分纤维素半纤维素木质素,至堆肥结束变化为: 纤维素水溶性组分木质素半纤维素,经过堆肥之后水溶性组分及半纤维素含量分别由39.5%和20.1%下降为27.9%和14.4%,纤维素含量由初始的21.8%上升至29.5%,木质素含量相对稳定不变。物料经过堆肥化处理后达到腐熟标准,水溶性组分和半纤维素含量分别降低了38.6%和38.8%,纤维素和木质素含量在高温期分别降解了11.7%和18.5%; 物料总量降低了9.8%。水溶性组分的主要降解阶段为高温期,期间降解部分占总降解量的65.5%; 半纤维素的主要降解阶段为稳定期,稳定期降解部分占总降解量的69.1%,且有继续降解的趋势; 纤维素和木质素仅在高温期有少量降解; 氮素则表现为高温期铵态氮的损失及稳定期硝态氮的积累。【结论】堆肥化处理在实现污泥减量化基础上,污泥中有机质得到了稳定化,有利于城市污泥的土地利用。