基于电子鼻和GIS的大型生活垃圾堆肥厂恶臭污染源测定

堆肥能够在有效地处理有机生活垃圾的同时生产肥料产品,但堆肥过程中产生的恶臭气体是影响环境的重要因素,严重影响了该项技术的推广应用。为确定堆肥厂恶臭来源和强度,进而为进一步治理提供参考。笔者通过先期调查对堆肥厂存在的恶臭污染释放点进行了初步确定,利用GPS(global position system)定位技术进行网格化布点。在为期30 d的调查过程中,通过电子鼻检测手段分别对堆肥厂厂区和周边环境的恶臭污染状况进行检测。在获得大量现场检测数据的基础上选择GIS(geographic information system)技术中的张力样条法对调查区域进行插值运算,依据生成的数值绘制该区域恶臭污染的等强度曲线。通过作图能够直观地了解恶臭污染分布及浓度梯度下降趋势。对厂区的调查结果作图表明在堆肥厂厂区主要存在着2个主要的恶臭污染释放点源,一个位于发酵车间前段渗滤液抽排外运出口,电子鼻检测数值显示2465,另一个位于与生物滤池附近,电子鼻检测数值显示2913,通过折算臭气浓度分别为840和2191。其中发酵车间附近渗滤液抽排外运出口的取样点邻近与填埋场划定的厂界,其数值远远超过恶臭污染排放标准(GB14554-1993)规定的无组织排放厂界臭气浓度值。2个污染释放源的恶臭强度均达到5级水平。通过对周边环境的更大范围内的恶臭状况检测与比较分析,可以确定堆肥厂的恶臭污染是影响周边环境的首要恶臭因素。     

生活垃圾堆肥过程中有机态氮形态的动态变化

利用接种不同外源微生物进行城市生活垃圾的堆肥试验,研究在堆肥过程中不同形态有机态氮组分的变化规律。结果表明,随着堆肥的进行,全氮与酸水解性氮含量均呈下降的趋势,其中外源微生物处理能加速全氮与酸水解性氮含量的降低,但至堆肥结束时,与不加外源微生物处理相比,并没有引起氮素的损失。氨基酸态氮含量则呈现先降低后增加的趋势,堆肥结束时,外源微生物处理氨基酸态氮含量明显高于不加微生物处理,表明外源微生物处理可促进氨基酸态的形成;酰胺态氮与氨基糖态氮含量有相同的变化趋势,各处理都是在堆肥的升温期、高温期增加,随着堆肥温度的下降而降低,在堆肥的腐熟阶段,则呈现较为平稳的走势。但相对于堆肥的不同时期,由于处理不同,酰胺态氮与氨基糖态氮含量有明显的差异,其中外源微生物处理酰胺态氮含量明显低于不加微生物处理,而氨基糖态氮则相反。     

城市生活垃圾堆肥过程中腐熟度指标及控制参数

以日处理400 t经马家楼筛分处理后的15～60 mm生活垃圾的北京南宫堆肥厂垃圾堆肥过程为研究对象,对堆肥过程中垃圾的理化性质、腐熟度指标与控制参数进行了研究。结果表明,堆肥过程中水分含量是下降的;不同季节堆肥pH值的总体变化均呈上升趋势;电导率(EC)降到了作物受抑制的限定值以下,不会对作物产生盐分毒害;堆肥水浸提的腐殖酸E₄/E₆值随着垃圾堆肥腐熟度升高呈增加趋势;24 h和96 h的发芽率指数(GI)表明垃圾堆肥时间可以从8周缩短到5周;有机碳、总氮和C/N比随着堆肥时间的增加均呈下降趋势;C/N比与E₄/E₆值和GI(24 h和96 h)值呈显著负相关关系,EC值与E₄/E₆值和GI(24 h和96 h)值呈极显著负相关,而E₄/E₆值与GI(24 h和96 h)值呈极显著正相关。     

城市生活垃圾堆肥对土壤环境容量的影响

本文分析了不同量的城市生活垃圾堆肥(以下简称垃圾堆肥)施入农田土壤后,土壤理化性状、作物生长效应及重金属在土壤中积累等情况。阐述了垃圾堆肥对土壤环境容量影响因素，为制定垃圾堆肥施入标准提供了科学依据。     

城市生活垃圾堆肥对土壤环境容量的影响

本文分析了不同量的城市生活垃圾堆肥（以下简称垃圾堆肥）施入这膛田土壤后，土壤理化性状、作生长效应及重金属在土壤中积累等情况。阐述了垃圾堆肥对土壤环境容量影响因素，为制定垃圾堆肥施入标准提供了科学依据。     

餐厨垃圾与麦秸混合堆肥中碳素物质变化规律研究

餐厨垃圾堆肥是实现营养物质资源良性循环的重要途径,为了研究不同季节环境条件下餐厨垃圾与小麦秸秆混合高温好氧堆肥过程中碳素物质变化规律,试验设定了具有中原地区季节代表性的3种环境温度在15、25、35℃条件下分别进行了为期21d的堆肥。结果表明,餐厨垃圾和麦秸混合堆肥在25。C和35℃条件下,堆体温度能满足堆肥产品无害化要求,而15℃时不能满足;35℃条件下的pH值在前期下降幅度最多,15℃条件下pH值则始终保持在6．0以下;在25℃和35℃条件下,TOC含量明显比15℃条件下下降幅度大,堆肥物料中的糖类物质很容易被微生物分解,经过10d95％以上的糖类物质就被分解,粗纤维降解率均达到60％以上,而在15℃条件下到堆肥结束时,仍有30％多的糖类没有被分解,粗纤维也只分解了27．57％。     

堆高对生活垃圾中15 mm筛下物堆肥腐熟的影响

为了解小粒径生活垃圾的独立堆肥适宜性,并筛选最佳堆高,本文以北京市马家楼垃圾转运站筛分后的0～15 mm生活垃圾为研究对象,在南宫堆肥厂隧道发酵仓分别以2.5、2.0、1.5和1.0 m 4个堆高进行强制通风条件下密闭静态高温发酵对比试验。通过高温发酵（8 d）前后采样测定堆肥水浸提液的电导率（EC）、腐殖酸光学特性（E4/E6）、水溶性碳（WSC）质量分数、水溶性铵态氮（NH4+-N）质量分数和发芽率指数（GI）,堆肥固相碳氮比（C/N）和粪大肠菌值等腐熟度指标,并应用模糊评价法进行腐熟度评价。结果表明：0～15 mm粒径的生活垃圾可单独堆肥,且1.5和1.0 m 的2个堆体的腐熟程度最好,综合考虑后推荐在隧道发酵仓中采用1.5 m为最适宜堆高。     

城市生活垃圾堆肥对春小麦生长和土壤的影响

利用垃圾堆肥作为肥料,采用大田试验对春小麦生长和土壤的影响进行了试验研究。结果表明,堆肥用量的春小麦试验中,每公顷施150t最好,产量增幅达25％。施堆肥提高土壤有机质和养分供应力,土壤容重下降,偏碱性土壤pH向中性点靠拢。土壤重金属Cu、Zn全量,随堆肥用量而递增。作物体内Cu、Zn浓度有增加的趋势,表现为根系＞籽粒＞茎叶。     

堆肥过程中基本条件的控制

概述了堆肥过程中各种基本条件控制因子,包括含水量、通风供氧、温度、挥发性有机物质、C/N比和C/P比、颗粒大小和容积密度、pH值,对其影响作用和如何调控进行综述,为堆肥的顺利进行提供理论基础和实践参考。     

我国城市厨余垃圾好氧堆肥研究综述

随着社会经济的发展,我国2000年之后逐渐开展城市厨余垃圾的好氧堆肥研究,且厨余垃圾好氧堆肥相关理论技术研究成果逐渐增多,源头处理、动态堆肥等新课题相继提出。本文介绍了好氧堆肥的一般机理,总结了厨余垃圾好氧堆肥预处理、微生物选择与接种、工艺条件控制、腐熟度判定、堆肥形式的研究成果。好氧堆肥处理厨余垃圾需要对原料进行一定的预处理,过程控制主要是通风量和搅拌,堆肥周期和对环境的影响因堆肥形式而异,堆垛式、槽式、容器式、蚯蚓和蝇类抗菌肽堆肥技术特点和优缺点有所不同,适用场所也不一,但都应达到相同的腐熟标准,已有实时、在线监测系统用于腐熟度测定。厨余垃圾堆肥的未来发展是基于源头容器式动态或静态堆肥,生产可就近使用的有机肥或能集中至堆肥厂再经规模化堆制加工为成品肥。     

生活垃圾微生物强化堆肥对放线菌群落的影响

为了探讨微生物强化堆肥对生活垃圾好氧堆肥过程及堆肥过程中放线菌群落的影响,在堆肥过程中接种高效细菌复合菌剂和真菌复合菌剂,并以不接种的堆体为对照,对堆肥过程的温度变化和木质纤维素的降解效率进行了测定,并借助于PCR-DGGE方法对堆肥过程中放线菌群落的动态变化和种群多样性进行研究。结果表明：微生物强化堆肥能缩短堆体起爆时间,并能有效提高堆体降温期和二次发酵期的温度;和自然堆肥相比微生物强化堆肥使半纤维素、纤维素和木质素的降解率分别提高8.95%、12.72%和10.13%。DGGE图谱显示：2种堆肥方式的放线菌多样性指数表现出极显著差异,微生物强化堆肥能增加堆体中优势菌群的种类和数量,能有效提高腐熟期的放线菌群落多样性,有利于堆肥腐熟。优势条带测序结果表明：在接种堆肥过程中检测到了放线菌门的棒杆菌属、分支杆菌属、链霉菌属、热孢菌属、迪茨菌属、糖丝菌属和放线菌属。     

二氧化锰对微好氧堆肥腐熟、温室气体及臭气排放的影响

为探究锰矿物添加对微好氧堆肥过程腐熟、温室气体和臭气排放的影响,以由厨余垃圾、水稻秸秆、羊粪和尾菜组成的多元混合物料堆肥为研究对象,共设3个处理,采用间歇通风方式,将通风速率为0.14 L/（kg·min）设置为好氧堆肥对照（CK）,速率为0.06 L/（kg·min）为微好氧处理（T1）,添加二氧化锰（MnO₂）的微好氧处理为T2。结果表明：多元废弃物好氧或微好氧堆肥在堆制70 d后均能腐熟,但T2处理腐熟度显著高于T1。微好氧处理T1、T2减少了26.47%～30.29%的NH₃和33.19%～38.60%的N₂O的排放,总温室效应减少了29.26%～31.38%。臭气的排放集中在前14 d,T1、T2处理的H₂S和VOCs的释放量显著增加了320.35%～501.04%和39.82%～53.63%。因此,微好氧堆肥可达到减排目的,但却加剧臭气的排放;MnO₂可提高促进堆肥腐熟,降低温室气体和臭气的排放。     

不同添加剂对厨余垃圾堆肥NH3和H2S排放的影响

近年来中国的城镇化率越来越高,生活垃圾产量也随之剧增,作为生活垃圾中的宝贵资源,厨余垃圾的堆肥化处理得到广泛关注。为了减少厨余垃圾在堆肥化利用过程中的臭气排放,该研究以纯厨余垃圾堆肥作为CK1,以添加15%玉米秸秆的厨余垃圾堆肥CK2,并在CK2的基础上选择吸附剂（活性炭+沸石,膨润土）、表面活性剂（β-环糊精,鼠李糖脂）、堆肥菌剂（城市固体垃圾专用菌（SUKAZYE-MW）,酵母菌）这3类材料作为添加剂,每种添加剂设置3个不同的添加量,以NH3和H2S作为监测物质,在实验室内使用广口瓶进行模拟堆肥,研究了不同添加量的各种添加剂对厨余垃圾堆肥过程中臭气减排效果的影响。研究结果表明,添加秸秆后可以减少NH3排放7%～23%,减少H2S排放38%～50%;在CK2的基础上添加2%的活性炭+沸石氨气控制效果最佳,与对照处理相比可分别使NH3的排放量再减少84%和79%,但2种吸附材料对H2S减排效果不佳;2种表面活性剂对NH3的减排效果均不明显,但添加1%的β-环糊精可以在CK2的基础上使H2S排放减少35%;与CK2相比添加0.4%的城市固体垃圾专用菌可以使NH3减排72%、H2S减排33%。该研究结果为厨余垃圾堆肥过程中臭气减排材料的选择提供了参考。     

秸秆对厨余垃圾堆肥臭气和渗滤液减排的影响

厨余垃圾单独堆肥会产生大量渗滤液及臭气物质,严重影响环境质量。该试验以玉米秸秆作为添加材料,按质量比（湿基）为1∶3添加到厨余垃圾中进行堆肥试验,并以厨余垃圾单独堆肥为对照,对比分析了2个堆肥处理的腐熟度变化、主要臭气物质及渗滤液的排放规律。研究结果表明：从温度、pH值、电导率（EC）、固相C/N和发芽率指数（GI）来看,添加秸秆的堆肥处理其腐熟度明显优于厨余垃圾单独堆肥处理,且添加秸秆后,可有效稀释厨余垃圾堆肥产品的盐分含量;2个堆肥处理的臭气物质浓度分析表明：添加秸秆的厨余堆肥处理NH3的平均排放浓度比厨余垃圾单独堆肥提高了3.3%,而甲硫醚、硫化氢和甲硫醇的平均排放浓度分别降低了62.3%,67.9%和49.6%;厨余垃圾单独堆肥过程中渗滤液的产生量占堆肥原料质量的32.6%（湿基）,添加秸秆的处理在堆肥过程中不产生渗滤液。因此,玉米秸秆在提高厨余垃圾堆肥腐熟度、控制渗滤液和臭气物质排放方面具有显著的促进作用。     

垃圾堆肥对难溶性磷转化及土壤磷素吸附特性影响

在城市生活垃圾进行工厂化堆肥过程中,加入难溶性磷矿粉,探讨堆肥对难溶性磷的转化能力及堆肥产品培肥后对土壤磷素吸附特性的影响。结果表明,加入磷矿粉可使堆肥中活性有机磷、中等活性有机磷、中稳性有机磷、高稳性有机磷及速效磷含量均有不同程度的提高,与对照相比分别增加212.69%、80.36%、61.21%、62.74%、157.89%。通过电镜观察表明,堆肥后磷矿粉典型的矿物特征消失,表面呈蜂窝状。将堆肥后的产品进行培肥试验表明,富磷垃圾肥处理可明显改善土壤磷素的吸附特性,与施化肥相比,最大吸附量(Q_m)下降8.76%,最大缓冲容量(Q_m·K)下降13.58%,而磷素的吸附饱和度(DPS)、零净吸附浓度磷(EPC₀)则呈不同程度的增加,幅度依次为98.52%、7.13%。试验结果显示,通过堆肥生产富磷垃圾肥可为解决中国磷素资源缺乏、化学磷肥利用率低等问题提供一条生物学途径。     

基于垃圾组分和粒径分布的垃圾处理模式

为探究生活垃圾中厨余类物质种类和热值在不同粒径段的分布规律,确定基于该粒径分布特征的处理模式,以北京南城地区2个转运站收集的生活垃圾为研究对象,将混合垃圾细分为<10,10～<20,20～<30,30～<40,40～<50,50～<60,60～<70,70～<80以及≥80 mm 9个粒径组,分析了不同粒径段垃圾的物理组成、含水率和热值的关系,应用模糊聚类分析法,确定了适合粒径属性的筛分工艺、处理技术和最终处理模式,并以现有筛分工艺为对比,分析了2种筛分工艺物料最终归宿的差异。研究结果表明,含水率和厨余垃     

余热和菌剂对垃圾堆肥效率及温室气体减排的影响

为探讨生活垃圾堆肥过程中同时添加外源菌剂和使用循环热风对缩短堆肥周期的影响,该文以15～80 mm生活垃圾为原料,设置了无添加菌剂和无余热回用堆肥（对照）与添加菌剂和余热回用堆肥（处理）强制通风隧道发酵仓对比试验。结果表明：菌剂和余热利用后堆肥高温达到55℃的时间缩短了1～2 d,高温堆肥时间7 d,堆肥周期缩短为27 d;按600 t/d处理规模计算,菌剂和余热利用处理全年的温室气体比对照少排10 150.65 t（ 以CO2计）;日进仓数由3个增加到4个,处理能力可以提高到800 t/d。菌剂和余热利