中国农村厕所改造及粪污处理标准体系研究

农村无害化卫生厕所改造可以有效地减少农村地区粪-口传播疾病的发病率，保障人民群众身体健康和生活品质。2018年以来，农业农村部会同有关部门积极行动，大力推进农村厕所革命，取得了积极成效。然而，一些地方农村厕所"建不好、用不好、不好用"等情况仍有发生，究其根源，农村厕所改造及粪污处理标准规范缺失是重要原因。农村厕所改造及粪污处理标准体系是科学指导农村改厕和粪污资源化利用、规范行业进步和产业发展的重要手段。该研究从基础、通用、专用标准3个层次，系统梳理了中国农村厕所改造及粪污处理现行国家和行业标准，分析了存在的问题，明确了标准体系构建原则和目标，研究构建了标准体系结构和框架，提出了标准体系重点内容和制修订建议，以期为推动中国农村厕所革命提供支撑。     

秸秆对猪粪静态兼性堆肥无害化和腐熟度的影响

为促进猪粪静态兼性堆肥产品无害化和腐熟,通过添加玉米秸秆调控堆体物理结构特性和碳氮比,采用传统自然发酵方式进行为期90d的静态兼性堆肥试验,分别设置纯猪粪处理(P)和秸秆调控处理(PC)研究静态兼性堆肥过程腐熟度指标、粪大肠菌群以及微生物群落结构演变特征。结果表明,秸秆调控增加了堆体孔隙率(提高19.41%),促进氧气向堆体内部扩散,增强了好氧微生物对有机质的降解,降低NH₄⁺-N,可溶性有机氮(dissolved total nitrogen, DTN)等植物毒性物质含量,提升了堆肥腐熟度,两组处理堆肥产品种子发芽指数分别为40.84%(P)和114.60%(PC)。静态兼性堆肥经过30～40 d自然发酵后,粪大肠菌群数量达到卫生安全标准,堆体温度、NH₄⁺-N和有机酸含量均会影响粪大肠杆菌的活性。堆体中微生物以厚壁菌门、放线菌门、变形菌门等与木质纤维素降解相关的菌门为优势菌门,堆体自上而下由好氧菌属演替为厌氧菌属,并形成好氧、兼性、厌氧的微生物分层。秸秆调控增加了堆体的好氧区域,促进和提高了猪粪...     

农村有机生活垃圾和秸秆快速好氧发酵技术参数研究

近年来,中国农村有机生活垃圾和农作物秸秆废弃资源引发的环境问题日益严重,在现有农业废弃物资源化利用技术中,好氧发酵堆肥技术由于运行成本低、操作简便成为农村有机生活垃圾和秸秆的首选处理技术.该文通过正交试验方法分析通风量、含水率和碳氮比3因素对快速好氧发酵效果的影响.结果表明:通风量是首要影响因素,其次是含水率和碳氮比;适宜的通风量参数为0.148～0.173 m3/d,含水率为60%,C/N为25:1.本研究将为开展北方寒冷地区冬季好氧发酵设施增温保温技术研究提供理论依据.     

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。     

中国农村厕所改造政策、技术与标准现状及展望

厕所革命关乎民生大计,农村厕所改造是实现乡村振兴的重要组成部分。针对农村厕所改造过程中存在厕所改造政策落实不到位、盲目选择厕所类型、粪污处理不当和厕所标准规范不完善等问题,对文献和相关材料进行查阅和梳理。从厕所改造政策发展历程、厕所改造关键技术和厕所改造标准体系及重要标准规范等3个方面对中国农村厕所改造的发展历程进行回顾和研究,提出要确保农村厕所改造的政策文件和资金落实到位、因地制宜选择农村厕所改造和粪污处理的技术与模式、修订完善现有标准规范和补充缺乏的标准内容并形成系统的农村户厕标准体系、基层政府和农村要推动常态化管理维护并形成一体化管理机制等建议,以期为中国农村厕所革命的推进提供参考。     

木质纤维降解复合菌剂促进堆肥腐熟研究

利用工厂化高温好氧堆肥方式,探究了具有高效降解木质纤维能力的微生物复合菌剂分别对纯秸秆和秸秆畜禽粪污混合物堆肥效率的影响。以纯秸秆和猪粪秸秆混合物为原料,设置空白对照、单菌处理和复合菌处理,评估堆肥过程中不同堆体温度、含水量、pH、有机质含量、发芽指数和养分等理化指标的变化对堆体腐熟效率的影响。结果表明,无论何种堆肥原料,相比空白和单菌处理,复合菌处理堆体均升温速率最快,高温期温度最高,后熟期降温最快。堆肥过程中,各处理p H无显著差异,变化趋势基本一致;各处理发芽指数(GI)不断提高,纯秸秆和秸秆粪污混合物为原料的接复合菌处理均在第25天高于接单菌处理,至堆肥结束时,接复合菌处理的发芽指数分别为93.45%和98.67%;随堆肥的进行,各处理有机质含量均处于下降趋势,至堆肥结束时,所有处理的有机质含量均高于450 g/kg;各处理的全氮、全磷、全钾含量在堆肥结束时比堆肥初始均有所增加,至堆肥结束时,以纯秸秆和秸秆粪污混合物为原料的接复合菌处理的总氮和总磷含量均显著高于其他处理。综上,相比于不添加外源菌和添加单一菌株,高效木质纤维降解复合菌剂的添加,能够有效促进堆肥的腐熟,提高堆肥效率。     

蔬菜废弃物不同堆制方法对微生物数量的影响

以蔬菜废弃物为材料,采用厌氧覆膜、好氧覆膜、地下式好氧、地下式厌氧、地上式好氧和地上式厌氧6种堆制方法,分别对堆肥40 d后堆肥中的微生物数量进行测定。结果表明:在6种堆制方法的两次试验中,同一处理中细菌、放线菌和真菌在数量上相差一个数量级;好氧覆膜处理的堆肥中细菌、放线菌和真菌数量相对较多,且微生物总数最多,分别为59.9×108和83.9×108cfu/g。因此,好氧覆膜处理的微生物腐解能力最强,操作简单,是处理蔬菜废弃物的最佳堆制方法。     

微生物响应PBAT-PLA生物降解膜袋工业需氧堆肥降解机制

塑料污染已对全球环境造成严重威胁,生物降解塑料的推广使用及其工业堆肥是治理塑料污染的有效途径之一。该研究根据标准GB/T 19277.1-2011,在（58±2）℃的特殊高温条件下,对PBAT-PLA生物降解膜袋进行有氧堆肥降解,并选择微晶纤维素作为对照。通过对堆肥中的微生物进行16S/18S高通量测序,分析降解过程中细菌/真菌的群落种类和数量变化,包括物种多样性、物种组成、物种差异分析、样本比较分析,并结合扫描电镜下的微观形貌,深入探寻可降解塑料膜袋在工业需氧堆肥过程中的微生物响应降解机制。结果表明：微晶纤维素和生物降解膜袋在降解活跃期（第140天取样）,其所在堆肥中大量存在的优势菌属为Sphaerobacter（球杆菌属,放线菌纲）,分别占比20.25%和39.44%。与同样条件下不含降解材料的对照组堆肥相比,微晶纤维素/生物降解膜袋工业需氧堆肥降解过程中显著增长的4种菌属中有3种属于放线菌,说明放线菌对聚酯物的解聚以及纤维素的降解具有积极的作用。试验结果也表明了聚酯和纤维素的完整生物降解过程不依赖单一菌种,而是微生物协同作用的结果。     

基于微好氧同步预升温的序批式厌氧干发酵特性

序批式厌氧干发酵是规模化处理农业农村废弃物生产清洁能源的重要技术,存在物料分解速率低、运行能耗高、传质传热不均匀等突出问题,制约甲烷产率的提高。该研究通过调节发酵初期反应器溶氧浓度,建立微好氧同步预升温高效序批式厌氧干发酵体系,进一步研究微好氧状态下物料自升温、分解、中间产物性质,以及关键微生物群落对促进物料升温及甲烷生产的作用机制。结果表明:微好氧环境使物料升温速率提高27.12%,产甲烷过程不依靠外源加热温度仍可保持在42.48℃以上。发酵初始阶段的少量曝气使厌氧发酵过程中间产物转化效率显著提升(P0.05),特别是丙酸积累含量下降了82.63%,累积沼气和甲烷产量分别提高了56.76%和41.79%。细菌Bacteroidales、Clostridiales和古菌Methanosarcina、Methanobacterium有利于促进微好氧同步预升温和甲烷生产效率提升,并与降解率和有机酸浓度具有显著的相关性。该研究可为探索序批式厌氧干发酵实际工程高效调控工艺提供理论基础。     

有机废物堆肥中的微塑料污染:来源、相互作用及展望

微塑料作为新型污染物,近年来受到高度关注。堆肥作为一种广泛使用的有机废物处理技术,对微塑料具有一定的降解作用。目前,关于堆肥中微塑料污染的研究少之又少,但微塑料隐藏在堆肥中并随堆肥进入土壤环境的危害已初见端倪。一方面,微塑料改变堆肥微环境,影响微生物多样性,降低堆肥品质;另一方面,在堆肥过程中,微塑料降解释放内源性有毒物质,且其表面可吸附重金属和有机污染物等,可能导致复合污染效应。从堆肥产品中微塑料的污染情况、对堆肥的影响、堆肥对微塑料的降解作用与改良方法等方面进行了系统综述,结合不同种类微塑料在堆肥中的降解情况,提出目前可生物降解塑料存在的问题,展望堆肥中微塑料研究的未来发展方向。     

"沼改厕"推广模式的实现及其在四川省的应用

农村户用沼气池是国家战略性惠农措施,中国政府为促进农村沼气工程建设投入了大量财力物力。近年来,因劳动力转移、农业产业结构调整等多种原因造成大量沼气池闲置弃用,极大地浪费了国家和人民的财产。如何提高农村户用沼气池利用率,改善农村生产生活环境是当前乡村振兴面临的一大难题。该研究从"沼改厕"的现实背景、发展现状和技术模式入手,通过"推广模式、推广方法、效益分析和管护机制"四个层面对四川省"沼改厕"典型地区进行案例分析,并深入讨论了"沼改厕"模式的推广应注意的问题,为农村"厕所革命"提供互补的改厕方式,也为"沼改厕"推广模式提供理论支撑。     

巢湖流域农村生活污水处理技术模式调查和分析

通过对巢湖流域9个县市典型的农村生活污水处理示范工程的调查分析,结果表明：目前巢湖流域生活污水处理主要有分散式厌氧-人工湿地集中处理、三水分离处理、污水收集集中处理和一体化设备集中处理等4种模式。其中分散式厌氧-人工湿地集中处理模式能减轻黑水管网布设的费用,在规划良好的村庄是一种可持续性发展的污水处理模式;三水分离模式主要是就地处理冲厕黑水,该模式投资比较省,无需完善的污水收集系统,可在经济水平落后且远离河流等公共水域的村庄应用;集中处理模式和一体化污水集中处理模式具有污水处理可控的优点,但需要完善的污水管网收集系统,投资费用高昂,在经济发达且良好规划的新村能取得很好的效果。     

盐含量对餐厨垃圾好氧堆肥腐殖化过程及微生物演变的影响

含盐量过高会对堆肥有机质腐殖化过程产生抑制作用,但作用规律仍不清楚。该研究以餐厨垃圾为研究对象,以不添加盐分的处理为对照,设置添加食用盐的处理作为试验组（添加质量分数分别为0.5%、1%和1.5%）,进行好氧堆肥,研究不同盐分含量对基本腐熟度指标、有机质组成、腐殖质（Humus,HS）的影响,并结合微生物群落结构和相关性统计分析阐明其作用规律。结果表明,4个处理温度、碳氮比（C/N）、有机质组成等达到腐熟要求,但盐分添加提高了堆体电导率（Electrical Conductivity,EC）,添加比例达到1.5%时,高温期缩短至13 d,种子发芽指数（seed Germination Index,GI）降低至65.5%,总有机物降解率降低6.5%,有机质腐殖化过程受到限制。高通量测序和相关性分析的结果表明,添加1.5%盐分主要通过抑制高温双岐菌（Thermobifida）、糖单孢菌（Saccharomonospora）和曲霉（Aspergillus）、毛孢子菌（Trichosporon）的活性,降低总糖、木质纤维素等有机物质的降解和后续HS形成,从而限制餐厨垃圾堆肥过程中腐殖化效果的提升。本研究将为餐厨垃圾等农村有机废弃物处理技术应用提供理论指导。     

重庆县域乡村人居环境综合评价及其空间分异

乡村人居环境是乡村区域内农户生产和生活所需物质和非物质的有机结合体,探求其空间分异特征是实施差异化乡村人居环境整治的重要基础。以重庆市37个区县为研究单元,从基础设施、公共服务、环境卫生条件、居住条件、乡村经济条件5个方面构建了重庆市乡村人居环境综合评价指标体系,运用熵值法测算了各县域评价单元的乡村人居环境综合质量,分析了重庆市乡村人居环境的空间分异特征,为重庆市乡村人居环境整治、优化提供科学参考。结果表明:（1）环境卫生条件在一级指标中权重最大,是影响乡村人居环境质量的重要因素;（2）重庆市乡村人居环境空间分异大致呈现"西高东低"的格局特征;（3）各一级指标综合得分值地域分异特征显著,基础设施、公共服务以及居住条件与乡村人居环境质量呈正相关,环境卫生条件、乡村经济条件与乡村人居环境呈负相关。     

添加复合菌剂好氧发酵牛粪生产生物肥料的工艺优化

以新鲜牛粪和稻壳粉为发酵原料,进行牛粪好氧发酵试验,探讨生物有机肥生产的最佳工艺条件。首先选择复合微生物菌剂接种量、原料含水率、C/N比、翻堆次数4个因素进行单因素试验研究,初步确定四个因素的最适范围,然后对四个因素进行正交优化试验,确定最佳发酵工艺参数。在一次发酵结束后,加入固氮细菌、解磷细菌和解钾细菌等有益微生物,通过测定二次发酵过程中有益微生物的变化情况,确定二次发酵终止时间。试验结果表明,一次发酵的最优工艺参数为原料含水率65%,C/N 30︰1,菌剂接种量3.5‰,翻堆次数4 d一次。在一次发酵15 d后加入固氮细菌、解磷细菌和解钾细菌等有益微生物,发酵6 d,三种菌的活菌数达到稳定,可终止发酵。在此工艺条件下,物料升温快,最高温度高,高温持续时间长,腐熟度高,发酵周期缩短,生物有机肥中活菌数达到5.2×109 cfu/g,发芽指数为96.8%。     

规模化养猪场粪污全量收集及贮存工艺设计

基于全量收集的粪污贮存技术具有粪尿收集方便、运行成本低廉和养分利用率高等特点,在欧美等发达国家得到了普遍应用,是一种适合在中国华北、西北等地区和土地匹配较充足的区域进行推广的粪污处理与还田利用技术。文章以规模化养猪场尿泡粪全量贮存技术为研究对象,分析了尿泡粪收集量、贮存工艺控制参数、贮存设施设计和投资运行成本等内容,旨在为该技术的推广应用提供参考。结果表明:每头生猪整个饲养周期内尿泡粪收集量为0.70 m~3;粪污贮存设施分为舍内贮存池和舍外贮存罐2种,粪污贮存方法可采取舍内贮存、舍外贮存和舍内结合舍外贮存3种。粪污pH值酸化至5.5～6.5,氨排放量最高可减少80%;粪肥还田前一般要求存储时间为6个月。以存栏5000头规模养猪场为例,舍内贮存池所需容积为6 600 m~3,投资660万元;舍外贮存罐所需容积为4 118 m~3,投资206万元;舍内结合舍外贮存设施所需容积为8 214 m~3,投资651万元;粪污处理成本为3.83万元/a,施肥成本为10.8万元/a;全部粪肥还田可满足133 hm~2农田用肥,节省化肥6.0万元/a,该研究可为粪污贮存及利用提供参考。     

木本泥炭添加比例对猪粪堆肥腐熟度和污染及温室气体排放的影响

针对当前猪粪好氧堆肥过程中存在的腐熟度低、氮素损失严重、污染气体排放量大等问题,该研究以木本泥炭作为添加剂与猪粪进行联合堆肥,研究了不同木本泥炭添加量(添加比例依次为占物料湿基质量的5%、10%、15%和20%的4个处理)对猪粪好氧堆肥产品腐熟度和堆肥过程中CH4、NH3和H2S等污染气体排放变化的影响。结果表明:在猪粪堆肥中添加木本泥炭作为调理材料,堆体可成功启动升温,在第2~4天堆体可进入高温期,并持续7 d以上,达到无害化卫生标准;经28 d好氧堆肥以后,堆肥产品p H值为8.0左右,电导率值为1.47~1.82 m S/cm,发芽指数均大于80%,达到腐熟标准;木本泥炭添加量增加至15%以上时,有机质分解程度高,物料干质量降解率达22%左右,28 d堆体含水率下降35%左右,CH4、NH3和H2S排放量分别减少82.12%~89.48%、53.47%~63.31%、50.98%~62.76%,总温室气体排放当量减少70.34%~83.26%,堆体总氮损失减少率达44%~63%,保氮效果显著。因此,建议木本泥炭用作猪粪堆肥添加剂的最优添加量为15%~20%(以物料总湿重计)。