厨余垃圾有机堆肥风险因子管控研究进展

中国厨余垃圾产量巨大,有机堆肥是厨余垃圾资源化利用的主要方式之一,是有机质等养分回收到土壤中的有效方法。由于目前对厨余垃圾有机堆肥产品尚未制定完善的标准体系,忽略了厨余垃圾有机堆肥产品对土壤及周边环境的有害影响。本文从国内外厨余垃圾有机堆肥现状出发,结合国内外厨余垃圾有机堆肥过程及产品中可能存在的风险因子对土壤及农产品的影响,提出我国厨余垃圾有机堆肥产品的质量标准体系尚需完善,包括对农药残留、生物毒素、抗生素以及其他因素风险影响因子的限量标准等问题。建议从堆肥技术标准、风险因子检测标准和产品限量标准等方面建设厨余垃圾有机堆肥质量标准体系,规范和引导厨余垃圾有机堆肥行业健康发展。     

不同填充剂对农村厨余垃圾堆肥氮转化及相关功能基因的影响

试验以农村厨余垃圾为堆肥原料,设置添加15%锯末（SD）、15%树叶（FL）和15%玉米秸秆（CS）3个处理。研究不同填充剂的添加对农村厨余垃圾堆肥过程中与腐熟度相关的各种理化指标,氮转化及其相关功能基因的影响。结果表明,添加3种填充剂的厨余垃圾堆肥产物均达到无害化处理标准,相比较SD处理,FL和CS处理提高堆体的最高温度并延长高温期的持续时间,FL处理腐熟程度最好,CS处理次之。相较于SD和CS处理,FL处理的NH₃累积排放量分别减少33.81%和5.22%,N₂O累积排放分别减少61.75%和29.10%,堆肥前期的反硝化基因降低明显。冗余分析结果表明,C/N、pH和全氮是造成厨余垃圾堆肥氮转化功能基因变化的主要因素。     

易利用碳的添加对厨余堆肥氮素转化与氮素损失的影响

[目的]探讨添加不同量易利用碳（蔗糖）条件下,厨余垃圾堆肥的氨挥发及各形态氮的转化规律和氮损失量。[方法]堆肥化试验采用静态好氧工艺,堆体通风量为0.03 m^3/（kg·h）。堆肥设T0、T1、T2 3个处理,其对应的厨余与易利用碳的干基比分别为1.0∶0,1.0∶0.2和1.0∶0.5。[结果]堆肥过程中,堆肥T0、T1、T2的厨余氨氮总释放率分别为8.50、8.28、0 g/kg。堆制后,与各堆肥的初始值相比,T0、T1堆体全氮含量分别下降17.1%、10.2%,而T2堆体上升6.7%;有机氮含量分别下降24.5%、23.2%和5.3%;堆肥T0、T1、T2的氨氮浓度分别提高69.4%、761.7%和2 057.7%。堆肥T0、T1、T2的氮损失率分别为35.4%、42.1%和38.1%,氨挥发占氮损失的比例分别为69.2%、58.3%和0%;堆肥T0、T1氮损失的途径主要是氨挥发,而堆肥T2的氮损失绝大部分来自有机氮。[结论]在厨余堆肥过程中加入易利用碳,降低了堆肥氨挥发,增加了堆制后堆肥的全氮含量,但并没有减少堆肥氮损失。     

厨余垃圾动态堆肥反应器的设计与测评

厨余垃圾易腐败变质,具有肥料化利用的良好条件,其产生具有量小、分散和持续性的特点。动态堆肥进料、出料具有连续性,既适于中小规模堆肥,又在厨余垃圾处理中具有良好的应用前景。动态堆肥反应器具有完成堆肥全过程、物料自动转运、堆肥产品贮纳、方便取样测温、供气流量和搅拌频率可调控等功能特性,内部环境可视,结构可拆卸组装。根据"总体—模块"进行设计,分别从"空载—模拟负载—堆肥试验"对动态堆肥反应器"机械性能—可控性能—堆肥效果"进行测评,结果认为,该反应器满足了设计需求,适用于厨余垃圾动态堆肥基础试验研究,具有一定工程应用基础。     

我国城市生活垃圾特点及其处理技术浅析——以杭州市为例

通过文献整理,并结合杭州市实际,对我国城市生活垃圾的特点及其综合处理技术进行探讨。结果显示,与发达国家相比,我国城市生活垃圾中厨余垃圾占比过高,可回收物含量高。因此,十分有必要从源头开展垃圾分类,针对不同垃圾的特性,分类处理。同时,由于我国城市生活垃圾中厨余垃圾占比超过50%,因而在城市生活垃圾的综合处理中,应重点关注厨余垃圾的处理。目前,主要的厨余垃圾处理方式有饲料化、填埋沼气利用、生物堆肥及厌氧发酵处理等,但总体来看,这些技术还不够成熟,仍有待进一步研究。最后,结合杭州市实际,针对城市生活垃圾的综合处理,提出加快推进垃圾分类、强化垃圾处理技术攻关、加强政策保障的建议。     

易利用碳的添加对厨余堆肥水溶性碳氮的影响

[目的]探讨易利用碳(蔗糖)的添加对厨余垃圾堆肥水溶性碳氮等理化性质的影响。[方法]堆肥化试验采用静态好氧工艺,通风量为0.03 m3/(kg.h)。堆肥设3个处理,其对应的厨余与易利用碳的干基比分别为1.0∶0、1.0∶0.2和1.0∶0.5。[结果]易利用碳加入量越多,堆体初始水溶性碳的值越高,堆肥冷凝水pH的酸化期越长,厨余混合物CO2-C的释放率越低,堆肥小分子有机酸等形式的碳损失越剧烈。易利用碳加入量越多,堆制后堆肥氮的可溶态比例越高,并且其堆肥水溶性氮中的有机氮比例越高,水溶性氨氮的比例越小。[结论]从减少堆肥氨挥发、维持适宜的堆肥效率、堆肥无生物毒性等方面考虑,少量添加易利用碳的堆肥过程较理想。     

园林废弃物与厨余垃圾混合堆肥工艺综合评价

以园林废弃物和厨余垃圾为堆肥原料,采用正交试验方法,考察了不同混合比例、碳氮比(C/N)、翻堆频率、投菌量等因素下温度、含水率、电导率、pH、C/N和种子发芽指数等不同堆肥参数的变化。结果表明,影响混合堆肥的因素影响程度由重到轻依次是C/N、混合比、翻堆频率、投菌量。经过综合评价,获得最优堆肥控制条件为C/N为33.1∶1.0,混合比为9∶1,投菌量为3 g/kg,翻堆频率为2 d/次。最优控制条件下,经历11 d高温发酵,堆肥产品电导率为0.614 ms/cm,含水率为36.48%,pH为7.45,C/N为17.95,种子发芽指数为115.6%,可实现园林废弃物与厨余垃圾资源化利用。     

羊肚菌固体发酵转化厨余垃圾制取饲料的研究

厨余垃圾的无害化处理与资源化利用是我国生活垃圾处理的重要方面.为探索羊肚菌转化厨余垃圾制取饲料的最佳工艺,进而实现厨余垃圾的饲料化利用,利用食用蕈菌羊肚菌对厨余垃圾进行了固体发酵实验.结果表明,当厨余垃圾和辅料豆渣按1∶1质量比混合,发酵时间为20 d,发酵温度为25℃,PH在自然状态下,含水率为65%,接种量为15%时,饲料中粗蛋白质含量提高幅度最大,最终含量都在20%以上,且粗脂肪含量均小于17%,粗纤维含量小于16%,符合国家蛋白饲料标准的要求.     

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。     

秸秆处理厨余垃圾新技术

中国农业大学固体废弃物研究小组采用农业废弃物秸秆作为添加剂，按l：3的湿基质量比与厨余垃圾进行联合堆肥。结果显示，与厨余垃圾单独堆肥相比，添加玉米干秸秆的堆肥处理大大降低了污染气体的排放。并且在堆肥过程中不产生渗滤液。这一结果说明，玉米干秸秆在控制恶臭物质排放及渗滤液的产生具有显著的作用，     

餐厨垃圾与园林植物废弃物混合堆肥工艺研究

[目的]研究混合原料中园林植物废弃物不同质量比对餐厨垃圾快速堆肥效果的影响.[方法]以餐厨垃圾与园林植物废弃物为原料,采用静态好氧堆肥技术.[结果]餐厨垃圾质量比为80％,堆肥效果最好,减重减容及有机质降解效果均较好,减容率为27.14％,减重率为35.13％,有机质降解率为11.54％.发酵结束后的第1组、第2组、第3组的C/N比均下降到15～20以下,而第4组略微超出此范围,前3组基本上可判定堆肥混合料已达到腐熟.堆肥过程中4组堆体温度均在第3天出现最大值,而CO2体积分数均在第4天出现最大值,相反的是氧浓度均在第4天出现最小值.[结论]该研究结果可为餐厨垃圾与绿化废弃物资源化利用提供理论依据.     

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。     

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℃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%。     

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。     

厨余垃圾厌氧发酵产酸工艺研究

[目的]确定厨余垃圾厌氧发酵产酸的最佳条件。[方法]在适当的垃圾粒径、固含率和C/N条件下,运用3因素3水平L9（33）正交试验设计的方法,研究了接种比例、pH值和温度对于厨余垃圾厌氧发酵产酸的影响。[结果]当温度为37℃,pH值为6,接种比例为4∶1时,厨余垃圾厌氧发酵所产乙酸和VFA在第5天达到最大值,分别为11.87g/L和17.36g/L;COD去除量和去除率达到最大值,分别为23606mg/L和43.8%。[结论]厨余垃圾厌氧发酵产酸的最佳工艺条件为：接种比例为4∶1、pH值为6、温度为37℃。各因素影响大小的次序为：温度〉pH值〉接种比例。     

餐厨垃圾堆肥对水稻生长、产量及土壤养分含量的影响

为探讨餐厨垃圾堆肥对水稻生长、产量及土壤养分含量的影响及其在水稻田的合理施用提供理论依据,以不施肥为对照,在等氮的条件下,设置了化肥、餐厨垃圾生化一体机处理尾料堆肥化产品(餐厨堆肥)、猪粪有机肥及鸡粪有机肥4个处理,测定水稻不同发育时期生长指标、产量及土壤养分含量的变化。结果表明:餐厨堆肥、化肥处理都能显著增加水稻株高、地上部生物量和产量,其中,餐厨堆肥处理水稻产量最高达9 379.63 kg/hm²,较对照、猪粪有机肥处理显著提高,分别增产19.40%和12.95%;此外,水稻考种结果显示,餐厨堆肥处理水稻有效穗数和每穗粒数高于其余各处理组,千粒重和结实率略低于猪粪、鸡粪有机肥处理,但均无显著差异;土壤数据测定结果显示,餐厨堆肥处理在土壤有机质和土壤速效氮的提升上优于猪粪、鸡粪有机肥,土壤有机质含量较猪粪、鸡粪有机肥处理分别提升19.87%和11.64%,土壤速效氮含量从分蘖期至黄熟期均高于其余各施肥处理,且在分蘖期、抽穗期、黄熟期显著高于猪粪有机肥处理。综上,餐厨堆肥可以确保水稻的生长和产量,且在土壤有机质和速效氮的提升上优于猪粪有机肥,具备推广和应用的潜力。