基于源分离人尿的资源化利用技术研究进展

人尿中含有丰富的营养物质,随意排放不仅带来环境污染,而且会造成资源的浪费。近几年,源分离人尿的资源化利用在工程领域受到了越来越多的关注。本文综述了以资源化利用为目的的人尿处理技术,包括农田利用技术、氮回收技术、磷回收技术、钾回收技术及生化药品提取技术,旨在为我国人尿高效资源化利用寻求可推广可应用的技术方法。综述结果表明尿液具有巨大的资源回收利用潜力,用于处理源分离尿液的技术有很多,但是除了直接还田技术外,其他技术均还停留在实验室研究阶段,尿液资源化利用技术的实际工程应用还有待进一步研究推广。     

利用土著硫杆菌生物沥浸去除猪粪中重金属的研究

为探讨利用土著硫杆菌去除猪粪中重金属的可行性，通过摇瓶实验探究了初始pH值、初始接种量和温度对生物沥浸去除猪粪中重金属效果的影响，并研究了采用气提式反应器生物沥浸处理猪粪的效果。摇瓶实验研究结果表明，接种土著氧化硫硫杆菌后，28℃下180 r·min^-1摇床培养6 d，锥形瓶中猪粪的pH值下降至2左右。生物沥浸10 d，猪粪中Cu、Zn、Mn的浸出率均可达到90%以上。采用气提式反应器进行生物沥浸，初始接种量5%，系统温度30℃±2℃，曝气量2 L·min^-1，Cu、Zn、Mn、Cd的最终浸出率分别为91.9%、94.8%、97.9%、92.5%。研究表明，利用土著硫杆菌可以在不进行预酸化的条件下有效去除猪粪中的重金属。     

不同钝化剂对猪粪中重金属Cu Zn Mn钝化效果的研究

为降低猪粪中重金属的生物可利用性,探讨了硫化钠、凹凸棒土、粉煤灰、熟石灰4种钝化剂对猪粪中重金属钝化效果的影响。钝化28 d的实验结果表明,在4种钝化剂投加量分别为1%、10%、10%、10%的情况下:硫化钠对猪粪中Cu的钝化率可达86.84%,对Zn的钝化率为65.64%;凹凸棒土对Cu的钝化率为87.86%,对Zn的钝化率为32.82%;粉煤灰对Cu的钝化率为74.70%,但对猪粪中的Zn是活化作用;熟石灰对Zn的钝化率为26.59%,但对猪粪中的Cu是活化作用。在这4种钝化剂中,硫化钠、凹凸棒土和粉煤灰对猪粪中Mn起到一定的钝化作用,熟石灰则是活化猪粪中的Mn。综上所述,硫化钠和凹凸棒土作为钝化猪粪中重金属的添加剂,可以有效降低猪粪中重金属的生物可利用性。     

农村生活污水土壤渗滤系统处理技术研究进展

土壤渗滤系统是一种深度处理农村分散式生活污水的土地处理技术,由于其运行简单、建设成本低以及对污染物去除率高等优点受到越来越多的关注。我国最早于20世纪90年代开始对土壤渗滤系统进行研究使用,目前土壤渗滤系统在我国农村应用十分广泛。本文简述了土壤渗滤系统的概念、污染物（氮、磷、化学需氧量、固体悬浮物和致病微生物）去除机理及其在国内外应用现状,并概括分析了土壤渗滤系统存在的氮去除率低、对环境产生影响（污水渗出、温室气体排放和硝态氮淋滤）和系统堵塞等问题。最后结合国外农村污水治理的成功经验对土壤渗滤系统在我国的发展应用前景进行展望。     

源分离尿液替代化肥农业利用的前景及存在问题

源分离尿液中含有大量的氮、磷、钾等营养物质,具有资源性和污染性的双重特征。本文阐述了源分离尿液的特征,归纳了源分离尿液营养物质的回收以及尿液还田对农作物生长的影响,明确了现阶段人尿在农业利用上对土壤理化、药物积累等方面产生的主要问题,最后对源分离尿液替代化肥农业利用的前景进行了展望,指出源分离尿液在农业利用中的潜力,为人尿用作液体肥料科学还田提供了指导和借鉴。     

EDTA、皂素及其混剂淋洗去除猪粪中Cu、Zn的研究

为了解皂素、EDTA用作淋洗剂对畜禽粪便中重金属的去除效果，以某规模化养殖场的猪粪为研究对象，进行振荡提取实验，研究了单一和混合淋洗剂在不同淋洗剂浓度、pH、液固比、反应时间等条件下对猪粪中Cu、Zn的浸出效果，并对处理前后的重金属形态和农用性能进行了分析。结果表明：EDTA和混剂对重金属的去除效果较好，EDTA在浓度为0.1 mol·L^-1，液固比25：1，反应时间30 h，淋洗液原始pH值的条件下，对Cu、Zn去除率分别为75.28%和89.26%；0.05 mol·L^-1 EDTA和2%皂素组成的混剂在液固比25：1，反应时间为12 h，淋洗液原始pH时，对Cu、Zn去除率分别为81.44%和91.27%。皂素主要去除离子可交换态和部分碳酸盐结合态，EDTA和混剂可以有效去除离子可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态和有机结合态。淋洗后猪粪中有机质、全氮、全钾、全磷的平均含量分别为897.93、20.15、0.64、8.66 g·kg^-1。研究表明：EDTA和混剂对猪粪中Cu、Zn的去除效果非常好，可以实现非稳定形态的高效去除，处理后猪粪中Cu和Zn的含量远低于限量标准，毋需后续固化处理，且淋洗后的猪粪仍有很高的营养价值和肥力。     

三格化粪池在我国农村改厕中的应用现状及模式类型

三格式户厕是我国农村改厕推荐模式之一,三格化粪池是三格式户厕的核心组成部分,也是当前我国厕所革命推进过程中应用最广的粪污处理设备。本文基于三格化粪池在我国农村改厕中的应用情况,分析了三格化粪池在实际应用中存在的常见问题,明确了当前粪污资源化利用与达标处理技术类型的适应范围和优缺点,最后对农村三格化粪池技术进行了展望,旨在为三格化粪池模式建设提供技术指导,为进一步优化粪污利用技术、规范改厕工作提供理论参考。     

土壤渗滤系统处理农村黑灰水对庭院菜地土壤环境的影响

为探究土壤渗滤系统处理农村黑灰水对庭院菜地土壤环境的影响,以天津市宁河区张老仁庄一农户为示范户,于2020年7月13日在其庭院外建造三格化粪池+渗滤沟式土壤渗滤系统,同时在土壤渗滤系统上方建造菜园,设置4个处理组：空白对照组（CK）、白菜组（BC）、黄瓜组（HG）、水萝卜组（SLB）,探究土壤渗滤系统处理农村黑灰水对庭院菜地土壤理化指标[全氮（TN）和全磷（TP）]、卫生学指标（粪大肠菌值和蛔虫卵死亡率）、微生物群落及蔬菜卫生学指标的影响。结果表明,在土壤理化指标方面,菜地各处理组两土层TN含量总体呈先上升后下降的趋势。对于BC、HG和SLB,从蔬菜种植到收割,表层土（0~20 cm）TN含量分别提高589.77%、356.93%和70.00%,深层土（20~40 cm）TN含量分别提高266.46%、718.22%和148.70%。菜地各处理组两土层TP含量呈先上升后下降再上升的趋势,整体上对于表层土而言,除了CK下降9.66%外,其余3个处理组TP含量分别提高了0.14%、4.53%、3.09%;对于深层土,4个处理组TP含量均有下降,分别下降16.63%、8.65%、18.89%和4.35%。在微生物群落方面,土壤渗滤系统处理农村黑灰水对菜地深层土壤细菌群落多样性和丰富度均有显著促进作用（P<0.05）,同时降低了致病微生物相对丰度。在卫生学指标方面,庭院菜地土壤粪大肠菌值和蛔虫卵死亡率均符合《粪便无害化卫生要求》（GB 7959—2012）。在蔬菜卫生学指标方面,三种蔬菜粪大肠菌群数均低于3 MPN·g^-1,蛔虫卵死亡率均达到100%。研究表明,在蔬菜种植期间,土壤渗滤系统处理农村黑灰水会显著提高菜地TN、TP含量,经土壤渗滤系统处理农村黑灰水前后的菜地土壤卫生学指标均达到无害化要求,土壤渗滤系统处理农村黑灰水可改善菜地土壤微生物生长繁殖环境,同时降低致病微生物对环境的风险,在土壤渗滤系统上方建造菜园合理且不会影响蔬菜食用安全性。     

有机酸对猪粪中重金属的浸提

为了解有机酸对猪粪中重金属的去除效果,以天津某畜禽养殖场猪粪为研究对象,利用化学浸提法,考察了柠檬酸、草酸、酒石酸和苹果酸四种有机酸对去除猪粪中重金属Cu、Zn和Mn的影响,确定了最佳有机酸种类和运行条件,并分析了有机酸的浸提成本和后续猪粪的农用性能。结果表明,柠檬酸和草酸对重金属的去除效果较好,在最佳条件下,柠檬酸对重金属Cu、Zn和Mn的去除率分别为57.90%、73.76%、79.56%,草酸对重金属的去除率分别为62.72%、59.39%、40.04%。有机酸以去除有机结合态Cu为主,而碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态和有机结合态的Zn、Mn重金属浓度都显著降低。重金属去除成本随固液比的降低而升高,固液比为1∶5时,柠檬酸和草酸对重金属的处理成本分别为126.07、384.24元·t~(-1)。浸提后猪粪中有机质、氮、磷、钾含量分别约为815.80、17.61、5.49、0.36 g·kg~(-1)。研究表明,柠檬酸和草酸浸提能较为有效地去除猪粪中的重金属,且浸提后的猪粪仍具有较高的营养价值和肥力。     

国外改厕技术模式与管理机制对我国干旱寒冷地区农村改厕的启示

当前我国厕所革命取得了显著成效，全国农村卫生厕所普及率超过70%，但干旱寒冷地区农村改厕在节水防冻技术、技术模式适配性、粪污资源化利用、管护与运维机制等方面还存在短板，制约着我国农村卫生厕所的整体提升。本文通过文献和数据调研，分析国外改厕工作的典型技术模式及其优缺点、适用性、运维机制等内容，总结提炼国外改厕技术模式的经验与启示，结合我国国情，建议从改厕技术模式选择、黑灰水协同治理、指导体系和系统运行机制等方面，全面提升改善我国干旱寒冷地区农村改厕工作成效，旨在为我国干旱寒冷地区农村改厕提供理论和实践借鉴，进一步推进我国农村厕所革命进程。