蔬菜废弃物与畜禽粪便联合好氧发酵挥发性有机物排放特征

为研究蔬菜废弃物与畜禽粪便联合好氧发酵过程产生的挥发性有机物(volatile organic compound,VOCs)及主要致臭物质,开展了蔬菜废弃物与畜禽粪便联合好氧发酵试验,采用气相色谱-质谱法和三点比较式臭袋法分析了好氧发酵升温、高温和降温阶段产生的VOCs种类和浓度及臭气浓度。结果表明,蔬菜废弃物与畜禽粪便联合好氧发酵过程共检出34种VOCs,其中芳香烃类化合物11种、烷烃7种、含硫化合物4种、酮类4种、卤烃类化合物3种、醇类2种、酯类2种、醛类1种;发酵升温期臭气浓度最大,达72 443,而在降温期产生的VOCs种类最多为29;在联合好氧发酵过程中主要致臭物质为甲硫醚、二甲二硫醚、二硫化碳、NH3和H2S,羰基硫、乙醛和苯乙烯仅在高温期产生且浓度较高;根据嗅阈值比值大小与最大浓度,需重点监测和控制恶臭物质的顺序是二甲二硫醚H2SNH3甲硫醚。该研究结果为蔬菜废弃物与畜禽粪便联合好氧发酵过程中恶臭物质的监测和控制策略研究提供理论依据。     

病死猪辅热好氧发酵尾气中的恶臭物质分析

为了明确病死猪辅热好氧发酵过程中产生的恶臭气体的种类及其排放规律,为控制恶臭气体排放浓度、降低病死猪无害化处理过程对环境的污染提供基础依据,该研究以病死猪为发酵原料,玉米秸秆为辅料,开展病死猪辅热好氧发酵试验,发酵过程中,采集处理槽排放的尾气,分析尾气中的有机恶臭物质组分并测定其排放浓度,同时测定其中的氨气浓度,并对不同发酵阶段尾气中气味活度值大于1的恶臭物质进行相关性分析和主成分分析。结果表明：在病死猪辅热好氧发酵过程中共检出36种恶臭物质,其中能准确定性与定量检测的有19种,包括3种含硫化合物,1种烷烃化合物,12种芳香烃化合物,1种酚类化合物,1种胺类化合物和1种无机气体;发酵全程或部分时间点超过其嗅阈值的有3-乙基甲苯、4-乙基甲苯、二甲基二硫醚、二甲基硫醚、氨气、对甲酚、甲硫醇、三甲胺8种,达到的最高浓度依次为0.241、0.350、0.247、0.280、69.06、0.041、0.314、0.033 mg/m3,与其嗅阈值的比值依次为2.745 7、8.634 7、29.325 6、36.981 5、66.669 1、173.314 5、374.77、432.471 1;各发酵阶段的主要致臭物质成分存在差异：在0～12 h的发酵阶段,三甲胺、甲硫醇、二甲基硫醚、二甲基二硫醚、氨气、对甲酚、3-乙基甲苯、4-乙基甲苯为主要致臭物质,在12～36 h的发酵阶段,三甲胺、甲硫醇、二甲基硫醚、二甲基二硫醚、氨气、对甲酚为主要致臭物质,在36～72 h的发酵阶段,三甲胺、甲硫醇、二甲基硫醚、二甲基二硫醚、氨气为主要致臭物质;不同发酵阶段的臭气强度存在较大波动：在0～72 h内的发酵过程中,0～3 h内臭气强度缓慢增强,但第6小时臭气强度有明显下降,在6～18 h时再次增强,第18小时臭气强度达到峰值,18～72 h内持续下降直至平稳。该研究可为病死猪辅热好氧发酵过程中恶臭物质的减控策略提供理论参考。     

猪粪好氧发酵过程中挥发性有机物组分分析及致臭因子的确定

为了控制猪粪好氧发酵中产生的挥发性有机物(volatile organic compounds)及主要致臭物质,开展了猪粪好氧发酵试验,通过连续监测猪粪好氧发酵过程中所排放的挥发性气体,研究猪粪好氧发酵中产生的VOCs组分及其致臭因子。研究表明,在猪粪好氧发酵过程中共产生33种挥发性物质,除氨气和硫化氢外,共有31种VOCs,包括芳香烃12种,醛类8种,硫醇硫醚类4种,卤代烃4种,酮类2种,胺类1种;猪粪好氧发酵中主要致臭物质为:二甲二硫、甲硫醚、二甲三硫、乙醛和硫化氢,并建议将甲硫醚作为猪粪好氧发酵中产生的恶臭污染指示物。该研究可为猪粪堆肥过程中恶臭物质的监测、制定控制策略提供参考。     

生物过滤法去除死猪堆肥排放臭气效果的中试

为研究生物过滤法去除死猪堆肥发酵处理过程产生臭气以及挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)的可行性,开展了死猪和猪粪混合堆肥试验,分析了死猪堆肥过程臭气浓度特性和VOCs组分特征,对生物过滤法去除臭气中VOCs的工艺关键参数-停留时间进行优化试验。死猪堆肥过程中排放VOCs种类达37种,其中主要致臭组分为三甲胺、二甲基硫、二甲基二硫、二甲基三硫;以腐熟猪粪堆肥作为滤料(添加3%活性污泥),在停留时间为30~100 s的条件下,生物过滤法对死猪堆肥排放臭气去除率达90%以上;停留时间60~100 s的条件下对VOCs中主要致臭组分的去除效率达82.2%~100%,生物过滤法去除死猪堆肥过程臭气浓度和VOCs的优化停留时间为60 s。研究结果能为死猪堆肥发酵过程排放臭气的处理和控制技术进一步研发提供科学依据。     

生活垃圾堆肥过程中恶臭物质分析

恶臭污染已成为生活垃圾堆肥过程中的主要环境问题.以15~80 mm粒径段的生活垃圾作为研究对象,利用嗅觉测定法和GC-MS分析了不同阶段堆肥尾气的臭气浓度和恶臭化合物的种类及其排放浓度,并对不同堆肥阶段臭气浓度和恶臭物质排放浓度的相关性进行分析.结果表明,垃圾堆肥过程中共检测到50种挥发性有机物,其中含硫恶臭物质5种,烃类化合物25种,芳香烃类化合物14种,其他物质6种.通过相关性分析,发现硫化氢、甲硫醚、二硫化碳、二甲二硫、1,3二甲基苯和邻二甲苯均与臭气浓度呈极显著相关(p<0.01),结合各恶臭物质的嗅阈值,15~80 mm粒径段垃圾堆肥过程中恶臭物质优先控制的顺序为硫化氢>甲硫醚>二甲二硫>二硫化碳>1,3二甲基苯>邻二甲苯.甲硫醇的嗅阈值非常低,即使其排放浓度很低,也会带来严重的臭气污染;NH3虽然对臭气浓度的贡献相对较小,但是其排放量很大,因此也应该对这2种恶臭物质进行重点监测和控制.该研究结果为生活垃圾堆肥过程中恶臭物质的监测、制定控制策略提供参考.     

碳氮比对鸡粪堆肥腐熟度和臭气排放的影响

为确定鸡粪堆肥最优碳氮比（C/N比）,该研究以新鲜鸡粪为堆肥原料,添加玉米秸秆调节初始C/N比为14、18和22进行好氧堆肥,研究不同C/N比对鸡粪堆肥腐熟度和臭气排放（NH3和H2S）的影响。结果表明：C/N比为14的处理堆肥产品未腐熟,C/N比为18和22的处理均达到腐熟。C/N比为18的处理NH3累积排放量和总氮（TN）损失率最高;C/N比为18～22时,C/N比越高,NH3累积排放量和TN损失率越低。C/N比为14的处理H2S累积排放量和总硫（TS）损失率最高;C/N比为18和22的两个处理,H2S累积排放量显著降低,且无显著差异。此外,C/N比为18处理的微生物群落多样性在整个堆肥过程中显著高于C/N比为14和22处理。堆肥的理化指标、臭气排放与微生物群落之间的相关性分析表明,高温、高pH和缺氧环境会增加Firmicutes丰度,进而促进NH3和H2S的排放,相反地,低温、低pH和氧气充足的环境更有利于Actinobacteria增殖,有利于减少NH3和H2S的排放。综合考虑堆肥产品腐熟度和臭气减排效果,建议低C/N比鸡粪堆肥的初始C/N比为18～22。当秸秆资源不足时,建议初始C/N比为18;秸秆资源充足时,建议初始C/N比为22。     

固氮添加剂降低厨余垃圾堆肥中NH3和H2S排放

为了降低厨余垃圾堆肥过程中 NH3和 H2S 恶臭气体的排放,该研究通过向堆肥物料中添加H3PO4+Mg(OH)2、Ca(H2PO4)2、FeCl3和β环糊精4种不同的氮素控制材料,同时以不添加控制材料的处理作为对照,研究控制材料添加对NH3和H2S排放的影响。结果表明控制材料的添加降低了堆肥体系的pH值,明显降低了堆肥物料的损失率;从电导率（electric conductivity）和发芽率指数（germination index）来看,5个处理的堆肥产品均达到腐熟的要求;4种控制材料的添加均不同程度减少了NH3和H2S的排放,但是减排机理不尽相同。总体来看FeCl3对NH3和H2S的控制效果最好,与对照相比,NH3和H2S的累积排放量分别降低了64.2%和52.0%。该研究结果为厨余垃圾堆肥过程中恶臭物质控制材料的筛选提供参考。     

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。     

复合微生物吸附除臭剂的制备及其除臭应用

为保护畜禽养殖场周围的空气质量,控制臭气是养殖业必须要解决的基本问题.从养猪场土壤中分离出具有除臭效能的微生物菌株3株:巨大芽孢杆菌CCW-Y1菌株、灰色链霉菌CCW-Y2菌株、热带假丝酵母CCW-Y3菌株.以米糠和陶瓷粒为吸附剂载体,与3株微生物菌株的混合培养液混合,制成复合微生物吸附除臭剂,载体上的生物量以4.50～6.05 g/kg为好.复合微生物吸附除臭剂载体上微生物干细胞5.36 g/kg对猪粪、鸡粪和牛粪中NH3、臭气的去除率可达80%以上,H2S的去除率达65%以上.将此除臭剂放置在底部透气的扁平铁丝盘中,悬挂于猪舍和猪粪堆肥场上方进行除臭试验,结果表明猪舍内NH3、H2S和恶臭浓度分别降低了78.4%、66.7%和83.3%.猪粪堆肥场内NH3、H2S和恶臭浓度分别降低了84.4%、62.1%和88.5%.该除臭剂的有效除臭时间比普通吸附除臭剂长,对生猪的生长没有产生负面影响.     

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。     

生物质颗粒燃料成型的黏弹性本构模型

为研究生物质颗粒成型燃料压缩成型机理,该文用玉米秸秆、花生壳、小麦秸秆、大豆秸秆、棉花秸秆、木屑等6种生物质原料,采用生物质颗粒燃料成型机进行压缩成型,研究生物质颗粒燃料压缩成型过程,采用黏弹性理论,建立生物质颗粒成型燃料的本构模型,从力学角度提出生物质颗粒成型燃料的压缩成型机理,并研究对比不同种类生物质原料压缩的最大应力与能耗.结果表明,6种生物质原料中棉杆和木屑的最大应力较高,其余4种原料略低;木屑的压缩能耗最高,其次为棉秆、花生壳和豆秸,小麦秸秆和玉米秸秆较小.该研究结论为解决生物质颗粒成型燃料成型加工能耗高,关键部件受力磨损导致寿命低等问题提供一定参考.     

猪粪堆肥挥发性有机物的产生规律与影响因素

堆肥是畜禽粪便处理及资源化利用的有效途径,然而堆肥过程中极易产生挥发性有机物(VOCs,volatile organic compounds),引发恶臭问题,并对人体健康带来危害。该研究以猪粪和秸秆为原料,通过堆肥试验,研究了含水率、碳氮比和通风速率等工艺参数对猪粪堆肥过程中主要VOCs产生的影响。研究结果表明:堆肥过程中TVOCs的最高体积分数可达2 000×10~(-6)以上,主要在堆肥升温期产生。二甲二硫、二甲三硫是主要的致臭VOCs,其中,影响二甲二硫排放的主要因素为物料初始含水率,影响二甲三硫排放的主要因素为通风速率。极差及方差分析结果表明,堆肥过程中采用含水率65%,碳氮比30,通风速率0.1 m~3/(min·m~3)可以有效控制VOCs的排放。     

蛋鸡舍臭气组成及不同管理措施对臭气特性的影响

随着中国蛋鸡养殖规模化的快速发展,蛋鸡场排出的臭气已成为影响周边环境质量的重要因素,但有限的关于蛋鸡舍臭气特性的研究严重制约着臭气污染程度的量化和除臭措施的制定,因此该研究通过对2种不同类型蛋鸡舍（商品蛋鸡舍和种用蛋鸡舍）的臭气进行综合分析,以探究不同管理措施（无管理操作、喂料、喷雾消毒、清粪）对臭气组成及其对臭气贡献率的影响。结果表明,2种类型蛋鸡舍的臭气组成和浓度相似,蛋鸡舍内臭气成分的浓度从高到低为NH3、挥发性脂肪酸（Volatile Fatty Acids,VFA）、挥发性含硫化合物（Volatile Sulfur Compounds,VSC）、酚类、吲哚类和胺类,对臭味贡献率从大到小为吲哚类、酚类、VSC、VFA、胺类和NH3。无管理操作和喂料过程中臭气组成和浓度相似,饲料的味道对蛋鸡舍臭气浓度影响较小。喷雾消毒和清粪过程中NH3、吲哚类和臭气浓度均显著增加（P<0.05）。此外,粪污在清粪带滞留期间,NH3浓度增加了6倍,胺类、VSC、吲哚类、酚类和VFA的浓度相对稳定。除NH3以外的其他成分主要来自肠道微生物的降解,对臭气贡献率高达99.99%,是臭味的主要来源。     

风干预处理对堆肥腐熟度及臭气排放量的影响

该研究以风干猪粪堆肥为处理,以新鲜猪粪堆肥为对照,在秸秆调理相同C/N基础上,对两个处理腐熟度和臭气排放进行比较分析。从温度、p H值、电导率和发芽率来看,利用新鲜猪粪和风干猪粪堆肥所得的产品均能达到腐熟和无害化标准;在硫化氢、羰基硫、二硫化碳、甲硫醚、乙硫醚、二甲二硫、甲硫醇和乙硫醇几种含硫臭气中,甲硫醚和二甲二硫占96%以上;风干猪粪堆肥比新鲜猪粪堆肥少排放71.09%的氨气,66.11%的甲硫醚和9.66%的二甲二硫。在不考虑风干环节存在的问题条件下,与新鲜猪粪堆肥相比,风干猪粪堆肥堆肥时间短,在堆肥品质提高的基础上,堆肥产品产量增加60%。通过降低水分和体积风干猪粪运输成本降低1/3,且对环境影响小,是远距离资源化处理畜禽粪便的较好途径。     

The Relationship Between Indoor, Outdoor and Personal VOC Concentrations in Homes, Offices and Schools in the Metropolitan Region of Kocaeli, Turkey

Human exposure to volatile organic compounds (VOCs) and residential indoor and outdoor VOC levels had hitherto not been investigated in Turkey. This study details investigations of indoor, outdoor, and personal exposure to VOCs conducted simultaneously in 15 homes, 10 offices and 3 schools in Kocaeli during the summer of 2006 and the winter of 2006–2007. All VOC concentrations were collected by passive sampling over a 24-h period and analyzed using thermal desorption (TD) and a gas chromatography/flame ionization detector (GC/FID). Fifteen target VOCs were investigated and included benzene, toluene, m/p-xylene, o-xylene, ethylbenzene, styrene, cyclohexane, 1,2,4-trimethylbenzene, n-heptane, n-hexane, n-decane, n-nonane, n-octane and n-undecane. Toluene levels were the highest in terms of indoor, outdoor, and personal exposure, followed by m/p-xylene, o-xylene, ethylbenzene, styrene, benzene and n-hexane. In general, personal exposure concentrations appeared to be slightly higher than indoor air concentrations. Both personal exposure and indoor concentrations were generally markedly higher than those observed outdoors. Indoor target compound concentrations were generally more strongly correlated with outdoor concentrations in the summer than in winter. Indoor/outdoor ratios of target compounds were generally greater than unity, and ranged from 0.42 to 3.03 and 0.93 to 6.12 in the summer and winter, respectively. Factor analysis, correlation analyses, indoor/outdoor ratios, microenvironment characteristics, responses to questionnaires and time activity information suggested that industry, and smoking represent the main emission sources of the VOCs investigated. Compared with the findings of earlier studies, the level of target analytes in indoor air were higher for several target VOCs, indicating a possible trend toward increased inhalation exposure to these chemicals in residential environments.     

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。     

中试规模猪粪堆肥挥发性有机物排放特征

为监测堆肥过程挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)排放情况,该文开展了猪粪堆肥现场试验,采用苏玛罐采样,气相色谱-质谱法分析了猪粪好氧堆肥过程中VOCs浓度。结果表明:猪粪好氧堆肥过程中可以检测出的VOCs有81种,包括烷烃类34种,芳香烃类21种,卤烃类19种,胺类1种,含硫化合物3种,氟利昂类3种;其中检出率高且浓度远远超过其嗅阈值的VOCs包括三甲胺、二甲基硫、二甲基二硫和二甲基三硫,VOCs排放主要发生在堆肥的前2周。该研究将为控制猪粪堆肥过程中VOCs气体排放提供科学数据支持。