不同辅料配比对城市污泥堆肥效果及重金属形态转化的影响

采用高温好氧堆肥工艺,研究蘑菇渣、废白土为辅料的不同配比对城市污泥堆肥效果的影响。通过测定堆肥过程中温度、含水率、pH值、电导率、有机质含量、总氮含量、总磷含量、总钾含量、种子发芽率、重金属含量以及重金属各形态分布等指标,在确保堆肥产品达到安全农用要求的前提下,探讨不同辅料配比对污泥堆肥中重金属迁移转化的影响。结果表明,经过26 d的堆肥,各处理的污泥均达到腐熟程度,有机质含量、总养分含量、种子发芽率及重金属含量均符合园林绿化用泥质和农用泥质的各项指标;不同辅料配比对污泥堆肥效果影响明显,重金属镉(Cd)、锌(Zn)、铜(Cu)、铅(Pb)的形态分布总体上呈易迁移态向难迁移态转化,堆肥过程对Zn、Cu的形态转化影响最明显,其中以处理C(污泥∶蘑菇渣∶废白土=12∶10∶3)对污泥堆肥中重金属钝化的处理效果最佳。     

调理剂添加量对污泥堆肥过程温度和氧气变化的影响

调理剂是污泥堆肥发酵过程中的重要辅料,合理的添加配比不但可以有效改善堆体结构,而且可以降低成本,保证堆肥经济高效进行。本文选用锯末作为堆肥调理剂,研究了不同锯末添加量对污泥堆肥过程中温度和氧气变化的影响。结果表明:调理剂添加量对污泥好氧发酵过程温度、氧气和脱水效果均有显著影响。与3∶1(m/m)和5∶1(m/m)的处理相比,污泥和锯末采用3.5∶1(m/m)或4∶1(m/m)的比例可以进一步提高堆体升温速率,缩短达到高温好氧发酵所需温度的时间,延长堆体维持高温的天数。每个鼓风周期内最低含氧量随着堆肥的进行而逐渐增加,耗氧速率则随着堆肥的进行而降低,其中污泥和锯末采用3.5∶1(m/m)或4∶1(m/m)的比例时,耗氧速率较高,微生物活性较大。堆肥物料含水率随着堆肥的进行逐渐降低,且采用3.5∶1(m/m)或4∶1(m/m)比例的脱水干化效果要优于3∶1(m/m)和5∶1(m/m)的处理。考虑到锯末添加量对生产成本的影响,建议污泥和锯末堆肥过程中采用4∶1(m/m)的比例。     

城市污泥与园林绿化废弃物共堆肥效果研究

为促进城市有机废弃物的减量化与资源化利用,以城市污泥和园林绿化废弃物为堆肥原料,研究城市污泥与园林绿化废弃物不同配比对共堆肥效果的影响。结果表明：不同配比对共堆肥效果具有显著影响。与质量比2∶3和3∶3的处理相比,城市污泥与园林绿化废弃物采用45∶3的比例可显著加快堆体升温进程,提高堆体温度并延长高温持续时间;各处理水溶性有机碳与有机质含量均随堆肥进行而下降,其中4.5∶3与6∶3处理的降解量显著高于2∶3与3∶3;堆肥后相对全氮含量较堆肥前均有所增加,且4.5∶3与6∶3处理要显著高于2∶3与3∶3,但前两者绝对氮损失率要高于后者。考虑到为将两种废弃物同时最大化处理并取得较好的堆肥效果,建议城市污泥与园林绿化废弃物采用质量比4.5∶3的比例混合共堆肥。     

微生物菌剂对兰州城市生活污泥堆肥效果的影响

以兰州市城市生活鲜污泥和40%干污泥为原料，以玉米秸秆为辅料，添加金宝贝生物发酵剂和阿姆斯生物发酵剂进行堆肥，研究微生物菌剂对堆肥过程中温度、含水率、NH₄₊ N、NO₃^- N和全N的影响。结果表明，除鲜污泥（D 1，CK）处理外，其他各处理堆体温度保持在50 ℃以上均超过7 d，达到堆肥卫生标准，加入微生物菌剂使堆体提前5 d达到50 ℃；其他各处理经过20 d堆置含水率降至45%以下，达到园林绿化使用标准；加入微生物菌剂使堆体全N损失增加0.56%~4.47%，并促进NH₄₊ N的生成和NO₃^- N的积累。     

添加沼渣对餐厨垃圾堆肥腐殖化过程的影响

为探讨添加沼渣对餐厨垃圾堆肥腐殖化过程的影响,设计餐厨垃圾∶沼渣的干基比例分别为4∶0 （T1）、3∶1 （T2）和1∶3 （T3）3个处理,以水稻秸秆作为辅料进行条垛式堆肥。通过测定堆体温度、干物质含量、种子发芽指数以及总氮、总有机碳、胡敏酸和富里酸含量,分析堆体的物料降解、腐殖化程度、碳氮损失和堆肥品质等。结果表明：随着沼渣比例的增加,堆肥的有效积温比、腐殖质聚合度、腐殖化指数均上升; 50 d完成堆肥时,T2处理具有最高的干物质降解率（37.16%）、氮含量（23.89 g·kg^-1）和种子发芽指数（90.59%）,并具有较高的有效积温比（63.73%）、腐殖质聚合度（0.84）和腐殖化指数（7.78%）。研究发现,添加沼渣提高了餐厨垃圾堆肥高温期发酵效率,强化了堆肥腐殖化作用,同时也增加了碳、氮损失。     

污泥与稻草混合堆肥研究

将苏北某污水处理厂脱水压滤后的污泥与稻草进行混合堆肥试验,污泥和稻草设4种配比,利用自行设计的一套实验室好氧堆肥装置,采用强制通风堆肥的方式,堆制15 d,分析堆肥过程中氮、磷、钾、有机质、有机碳、硝态氮含量等的变化.结果表明,4种配比的堆肥产物均达到了腐熟度要求,但以污泥与稻草体积比为1 ∶2混合堆肥的效果最好.     

沸石添加剂对污泥堆肥过程中的氨挥发及相关因素的影响

以污泥和秸秆为基本堆肥原料,向其中添加不同比例的沸石(5%和10%),采用密闭室动态吸收法,分析了污泥堆肥过程中的氨挥发速率以及氨挥发的相关影响因素。结果表明:堆肥中添加5%和10%的沸石,与对照相比显著降低了氨挥发累积速率27.9%和48.7%,并且延迟1 d出现氨挥发峰值。沸石添加剂对氨挥发影响因素温度、pH 值、EC 和NH₄⁺-N 均有显著影响,添加沸石缩短堆肥高温期3 d,降低堆肥中后期堆体温度(降幅为0.17~13.5 益),增加堆体0.09~0.22 个pH 单位,维持堆肥更低电导率(1 876.7~2 636.7 uS·cm^-1),降低堆体NH₄⁺-N 9.07%~22.2%。污泥堆肥中添加沸石降低了氨挥发累积速率,保留了堆体中的有效氮,在堆肥工程中具有较为广阔的应用前景。     

脱水污泥和小麦秸秆共堆肥过程中有机质转化研究

研究城市脱水污泥堆肥过程中各有机物的变化特征,对评价堆肥腐熟程度和堆肥产品质量等具有重要应用的价值,为城市污泥堆肥产品的安全生产提供保障。本研究利用河南省洛阳市涧西区污水处理厂脱水污泥为堆肥原料,以小麦秸秆为调节剂,根据污泥和小麦秸秆配比的质量不同设置其C/N为6∶1、10∶1、12∶1、25∶1这4个对照处理组,分析不同阶段堆体的温度、有机质含量、腐殖酸总量、胡敏酸(HA)含量、富里酸(FA)含量以及水溶性有机质(DOM)含量的变化对污泥堆肥腐熟程度的影响。结果表明,随着堆肥时间的延长,4个处理的堆体温度呈现先升高后降低的变化趋势。温度较高时则有利于微生物降解有机质,增加堆肥化腐熟程度;直至堆肥结束时,前3个处理有机质含量均呈下降趋势,处理4有少量的增加;腐殖酸总量含量整体呈下降趋势;HA含量呈现上升趋势;FA含量整体呈逐渐下降趋势;HA含量与FA含量的比值(H/F)呈上升趋势,H/F的增加说明腐熟堆肥腐殖化程度的提高;DOM含量整体呈现下降趋势。通过对污泥堆肥过程中各有机物的变化特征的研究发现,在C/N为10∶1条件下堆肥腐熟程度较好,为污泥小麦秸秆共堆肥进行科学配比提供参考依据。     

调理剂在猪粪秸秆堆肥中的保氮效果

以HM菌剂为发酵菌、FeSO4或凹凸棒为添加剂,在强制通风静态垛堆肥反应器中,鲜猪粪和玉米秸秆以鲜重6∶1的比例进行堆肥,研究分析堆制过程中堆肥的各种氮素、有机碳含量和其他性质指标。结果表明:HM菌剂的加入可以加速堆体升温,缩短发酵时间21 d;与堆肥前相比,堆肥后的空白对照处理的全氮含量相对减少1.7%,而HM菌剂、HM FeSO4、HM 凹凸棒处理的全氮含量分别相对增加4.4%、5.3%和5.2%,有机碳分别降解了26.4%、29.5%、30.1%和28.7%;NO3--N含量分别增加833、891、969、936 mg/kg;堆制结束时,各处理堆肥的C/N比在16.5～17.0∶1之间,pH值在7.2～7.9之间,EC值均小于4.0 mS/cm,GI值均大于50,说明堆肥基本腐熟;从保氮效果来看,以HM FeSO4处理最佳,HM 凹凸棒处理次之,空白对照效果最差。     

不同形态氮素对玉米秸秆腐解与养分释放的影响

为研究不同形态氮素对玉米秸秆腐解和养分释放的影响,采用尼龙网袋法进行室内堆腐试验,通过外源添加碳酸氢铵、硫酸铵、硝酸钙、尿素和谷氨酸等不同形态氮素调节玉米秸秆C/N（25：1）,以不添加氮素处理为对照（CK）。结果表明,随着培养时间的延长,添加不同形态氮素处理的玉米秸秆质量残留率逐渐降低,谷氨酸、硫酸铵和碳酸氢铵均能促进玉米秸秆的降解,其中谷氨酸对玉米秸秆的促腐作用最强,腐解速率常数达到2.8×10^-2 d^-1。尿素对玉米秸秆腐解无明显影响,硝酸钙一定程度上减缓了玉米秸秆的腐解。玉米秸秆腐解过程中养分释放率呈钾>磷>氮的规律。随着培养时间的延长,添加不同形态氮素处理的玉米秸秆碳、氮、磷和钾素质量残留率逐渐降低。培养到180 d时,玉米秸秆残余物中碳、氮、磷和钾素残留质量分别是其初始质量的16.9%~24.8%、21.57%~51.27%、22.72%~59.00%和24.86%~54.48%,其中谷氨酸对玉米秸秆碳、氮和钾素释放促进作用最强,其释放速率常数分别为1.37×10^-2、7.15×10^-3 d^-1和5.62×10^-3 d^-1;而硫酸铵能够促进秸秆中磷的释放,其释放速率常数为7.94×10^-3 d^-1,高于CK处理（7.54×10^-3 d^-1）。研究表明,谷氨酸会提高玉米秸秆的腐解速率与碳、氮和钾素的释放,硫酸铵会提高玉米秸秆的腐解速率与碳、氮、磷素的释放,碳酸氢铵会提高玉米秸秆的腐解速率与氮素的释放,尿素和硝酸钙会促进碳、氮、钾养分的释放,谷氨酸和硫酸铵的促腐效应高于其他形态氮素处理。从还田秸秆快速腐解和养分释放及高效利用角度考虑,秸秆还田后施用谷氨酸和硫酸铵效果最佳。     

典型城市废弃物混合好氧堆肥的基本特征及其育苗应用潜力

以园林废弃物、干化建筑渣土、餐厨废弃物有机渣作为堆肥原料,研究不同混合比例下堆体温度和养分的变化,并以最终制成的堆肥作为育苗基质的混合物,明确其对番茄、青瓜、甘蓝种子出芽率和幼苗发育的影响。结果显示,园林废弃物堆体、园林废弃物和餐厨废弃物有机渣的混合堆体在短时间内温度上升至70 ℃以上,并于45 d后缓慢降低至50 ℃左右。其间,堆体的有机质、全氮、碱解氮含量,以及含水率逐渐下降,而pH值、电导率,以及速效磷、速效钾含量则基本保持稳定。育苗试验结果表明,制成的堆肥具有较高的电导率,但在试验条件下,对幼苗存活率没有显著不利影响,说明园林废弃物、干化建筑渣土,以及餐厨废弃物有机渣通过堆肥处理投入农业生产是具备应用潜力的。     

两种有机添加物与低有机质污水污泥的堆肥研究

[目的]为低有机质含量污泥的处理提供方法。[方法]以重庆地区低有机质含量的污水污泥为对象,选择园林有机废弃物和蘑菇渣2种外源添加物,在小试试验的规模上,研究2种有机添加物对污泥堆肥温度和理化指标的影响,并研究通气和未通气状态下堆体内氧气浓度的变化。[结果]蘑菇渣和园林有机废弃物均可作为有机质含量偏低的污泥堆肥合适的调理剂,其中园林有机废弃物作调理剂发酵起爆速度快,堆体温度较高,发酵效果较好。[结论]低有机质含量污泥的堆肥需要添加有机物料调理剂以促进堆肥的进行。     

基于添加剂使用的污泥堆肥厂经济效益分析

基于原位控制理念的外源添加剂可有效控制堆肥过程中污染气体的产生,同时提高堆肥产品养分含量,但其在工厂尺度应用的经济效益仍不明确。本文以内蒙古通辽市某污水处理厂为例,对不同堆肥模式情景以及外源添加剂使用进行系统的经济效益分析。结果表明:处理量较大的条垛式自然通风堆肥工艺(配套WT36型翻堆机)具有相对较低的基础设施投资费用和运行管理成本。不同堆肥工艺不添加外源材料的堆肥产品生产成本为314.93~349.85元·t^-1;使用磷石膏可使堆肥生产成本降低约6元·t^-1;磷石膏与双氰胺混合添加、仅使用过磷酸钙、过磷酸钙与双氰胺混合添加时生产成本升高5.0%~16.2%。堆肥产品销售可以补偿污泥堆肥处理成本,使污泥堆肥达到微利水平。采用大规模的条垛式自然通风且添加磷石膏的堆肥工艺经济效益最优,产投比达到3.22,投资回收期最短,可在3年2个月收回项目静态投资总额。因此,以磷石膏为外源添加剂并采用大规模条垛式自然通风工艺的污泥堆肥工厂化应用具有经济可行性。     

城市污泥与园林废弃物混合堆肥施用对紫穗槐生长及土壤环境的影响

目的通过观察城市污泥与园林废弃物不同配比的堆肥产品及不同施用量对紫穗槐生长及土壤环境的影响,探究何种配比与施用量的组合下最有利于紫穗槐的生长,以期同时实现城市污泥与园林废弃物的最大化处理,为今后城市污泥和园林废弃物的循环利用提供科学依据。方法本文通过盆栽实验,研究了4种不同堆肥产品(GF、SGA、SGB、SS,即污泥与园林废弃物混合比分别为0:1、1:3、1:1、1:0)和不同施用量(0、25%、50%、75%、100%分别记作CK、T₁、T₂、T₃、T₄)对紫穗槐生长及其土壤环境的影响。结果4种堆肥产品在施用量达100%时,对紫穗槐种子萌发表现出一定的抑制作用,SS在各个施用量处理中均表现出较高的抑制作用;在紫穗槐生长初期,与对照相比,4种堆肥产品不同施用量处理均生长较缓慢,但实验中后期,施用堆肥产品的处理组植物生长速度加快,超过对照组植株的生长速度,逐渐表现出堆肥产品的肥效营养作用;施用上述堆肥产品后累积地上生物量和地下生物量均显著提高,最大值分别出现在SGB的T₂处理和SS的T₁处理;施用堆肥产品能够提高土壤全氮、全磷、全钾、有机质的含量和土壤电导率,且随施用量的增加而显著增加,并不同程度提高了土壤脲酶、碱性磷酸酶、脱氢酶活性,改善土壤环境。结论综合分析,施用50%的SGB时,有利于紫穗槐生长,确定其为较为适宜的施用比例。      

木屑调理剂对城市污泥蚯蚓堆肥效果的影响

为提高城市污泥蚯蚓堆肥效果,以木屑作为污泥膨胀剂,采用单因素试验研究木屑不同添加量对城市污泥蚯蚓堆肥过程中蚯蚓生长状况、重金属总量及堆肥物料N、P等营养物质含量的影响。结果表明:木屑添加量较多不利于堆肥物料减量化;堆肥物料中有机质和速效氮含量随着木屑添加量增加而增加;木屑添加量对堆肥物料中速效磷的降低没有明显影响;蚯蚓在堆肥过程中可富集Cu、Fe、Pb和Zn,对Cr无富集作用;堆肥物料中的Cu、Fe、Pb、Zn和Cr在堆肥过程中均呈下降趋势,但堆肥物料木屑添加量对重金属含量的下降并无直接影响。可通过提高木屑添加量来提高堆肥物料有机质和速效氮含量。     

通风方式对厨余垃圾堆肥H_2S和NH_3排放的影响

为减少厨余垃圾堆肥过程中恶臭物质的排放,设计通风方式对H_2S和NH_3排放影响的进行研究。厨余垃圾和玉米秸秆按照湿基比例85∶15进行充分混合后作为堆肥原料,堆肥试验在100-L的密闭发酵罐中进行,堆肥周期为30d。堆肥试验分别设置2.2(T1,持续通风)、3.3(T2,通风40min,停20min)和6.6m~3/(m~3·h)(T3,通风20min,停40min)3种通风方式。结果表明:3个堆肥处理均满足无害化和堆肥腐熟的要求;在总通风量相同的情况下,间歇通风方式有利于降低H_2S排放,但是过大的通风量会增加堆肥过程中的总硫损失;通风量对NH_3的排放影响较大,通风量越大,NH_3的排放量越高,通风方式对NH_3的排放几乎没有影响。综合堆肥的无害化指标、H_2S和NH_3的排放以及最终堆肥产品的品质,本试验条件下通风量为3.3m3/(m3·h)的间歇通风方式既能有效控制H_2S和NH_3的排放,减少N和S营养元素损失,又能满足堆肥的无害化和堆肥产品的腐熟。     

堆肥中不同氮素原位固定剂的综合比较研究

为综合比较磷酸+氧化镁(PMO)、过磷酸钙(SP)和磷酸(PA)等3种氮素原位固定剂在堆肥化过程中对氮素损失控制、温室气体排放、堆肥品质以及成本的差异,进而选择合适的氮素原位固定剂,试验以猪粪和玉米秸秆为原料,采用强制通风模式(通风率均为0.25 L·kg~(-1)DW·min-1),在60 L发酵罐中进行模拟堆肥。结果表明,PMO处理能降低55.4%的NH3排放,但对N2O和CH4排放无显著影响;PMO堆肥产品充分腐熟,最终产品的晶体中鸟粪石相对含量达到78.3%。SP处理能降低37.5%的NH3和76.4%的CH4排放,对N2O无显著影响;氮素主要以氨氮形式固定。SP处理的成本最低,计算固定营养元素的价值后可实现利润4.0元·t-1。PA的NH3挥发率最低,仅为初始总氮的12.4%,但因氨氮积累导致堆肥未能彻底腐熟。鸟粪石沉淀技术是控制堆肥化过程中氮素损失的重要技术,在未来的研究中应当寻找磷酸的替代材料,以降低该技术的成本。     

家畜粪尿的堆肥化处理技术研究Ⅱ.堆肥材料的发酵特性和氨气挥发

采用通风式堆肥发酵方式研究了牛粪及添加材料的分解特性和堆制过程中氨气的释放规律。结果表明，大约504h牛粪中有机物的分解基本趋于稳定，因此1次发酵时间可定为504h。但由于据末、稻壳等材料分解性较差，添加这些材料后堆肥1次发酵时间可推迟为672h。牛粪堆 肥过程中氨气的释放主要出现在前期，尤其是最初的100h，因此在该期间采取适当措施可防止氮素损失。     

尿素中控失剂添加量对夏玉米氮素利用和产量的影响

为探究尿素中控失添加剂的适宜用量,以无氮处理(CK)、普通尿素(CU)处理为对照,研究不同控失剂添加量尿素（I~VI型,控失剂含量1%~6%）对夏玉米生长和肥效的影响。结果表明,氮肥对夏玉米产量和生物量影响显著,相同氮肥用量下,控失剂用量对夏玉米生物量有显著促进作用,尿素中4%的控失剂用量对夏玉米产量和生物量的促进作用最大,2016和2017年夏玉米平均产量Ⅳ型控失尿素较CU增加7.80%,夏玉米平均生物量Ⅳ型控失尿素较CU增加10.30%;尿素中控失剂含量为5%时夏玉米地上部吸氮量最多;Ⅳ型控失尿素的玉米氮肥利用率、氮素农学效率、氮肥偏生产力最高。尿素中控失剂添加量为4%玉米生物量和氮肥当季利用率最高,拟合控失尿素和夏玉米产量得出控失剂在尿素中的最佳添加量为4.81%。