畜禽废弃物的强制通风静态堆肥化处理及其生物学效应

以畜禽饲养排放的鸡粪、牛粪为义莪,以玉米糖和璃米秸秆短节作调理和膨胀剂,研究了畜禽废弃物的强制通风静态堆肥化处理及其生物学效应。结果表明,在通气量为０．３ｍ＾３／ｍｉｎ、水分含量为５５０～６５０ｇ／ｋｇ时,堆肥化过程中的氮素损失随起始堆料的Ｃ／Ｎ升高而降低,胡敏酸含量的增加幅度高于富里酸,腐熟堆肥的ＮＨ４－Ｎ含量小于０．４ｇ／ｋｇ,ＷＳＣ含量小于６．５ｇ／ｋｇ,ＣＥＣ大于１１０ｃｍｏｌ／ｋｇ．ＯＭ     

通风量对蔬菜和花卉废弃物混合堆肥的影响

试验在2 m³的静态好氧堆肥中试装置中进行,以蔬菜和花卉废弃物为原料,采用0.005,0.0075和0.01 m³/(kgVS·h) 3个水平的通风量,分析了不同通风量对堆肥过程中堆体温度、有机质含量、含水率、pH值、体积等指标随时间的变化特征。通风量为0.01 m³/(kgVS·h)条件下,堆肥降解蔬菜和花卉废弃物的效果最好,其中又以堆温80℃以上的“超高温”条件下为最佳;堆体含水率均呈下降趋势,堆肥后期堆体温度和水分下降较快,不利于有机质的降解;堆体体积在堆肥初期快速下降,5 d后基本保持稳定。3个水平的通风条件下,堆体pH值、含水率变化的趋势一致,相互之间的差别不明显。     

强制通风和自动控温堆肥技术的应用

采用强制通风和自动控温技术应用于堆置污水处理厂污泥。堆置１８天，原料泥挥发性固形物降解２９．６％〉５５℃堆温持续６天，泥堆失去水分６１．７％。污泥的稳定化、无害化、干化等的效果均很明显。对供试条件下的工艺路线、工作参数、堆置条件、和产品泥的肥效作了探讨。     

蔬菜废弃物快速堆肥方法研究

对蔬菜废弃物快速堆肥化利用方法进行了比较。试验设置了地下厌氧、地下好氧、地上厌氧和地上好氧4个处理,并对各处理的理化指标进行观测比较。结果表明,好氧处理较厌氧处理温度上升快,持续时间长,肥料含水率下降快,腐熟程度好;其中地上好氧处理最高堆温达52℃,高温期能够保持10 d,有机质、全氮、速效磷、速效钾含量也最高,分别达25.01 g/kg、11.00 g/kg、72.92 mg/kg和749.16 mg/kg,是一种较好的蔬菜废弃物快速堆肥方法。     

利用秸秆堆肥过程处理猪场废水的研究

进行了以玉米秆、稻草、麦秆为载体吸收猪场废水的堆肥发酵试验，以探讨利用堆肥过程处理猪场废水的可行性。结果表明：秸秆与猪场废水联合堆肥发酵可以有效地处理利用猪场废水，秸秆吸收利用粪水的吸水比为1∶5.94～1∶6.65。秸秆吸收猪粪水堆肥的温度以及50℃、55℃以上持续时间比吸收猪粪水厌氧消化液的高。玉米秆、稻草堆肥温度以及50℃、55℃以上的持续时间高于麦秆的堆肥。以玉米秆、稻草为载体的堆肥，经历了一个pH下降的酸化过程，然后再上升至8以上；以麦秆为载体的堆肥几乎一直处于酸化过程中。堆肥过程中氮、磷、钾是一个累加的过程。以稻草为载体的堆肥，其钾的含量明显高于其余两种。秸秆吸收猪粪水的堆肥，氮、磷、钾含量高于吸收猪粪水厌氧消化液的堆肥。以猪粪水厌氧消化液或麦秆为原料的堆肥不利于腐殖酸，特别是胡敏酸的形成，而玉米秆+猪粪水、稻草+猪粪水的堆肥有利于胡敏酸的形成。结果证明采用堆肥过程处理利用猪场废水是可行的。     

猪场废弃物对附近地面水污染状况的调查研究

本文对某猪场将畜产粪便排水附近湖泊中后的水质状况进行了调查研究,结果表明,排污口的附近湖水中的有机物含量,总大肠菌群数及砷,铜含量升高,说明猪场附近地面水已受到畜产废弃物污染。     

蔬菜废弃物循环堆肥的性能及经济效益评价

蔬菜废弃物含水率高,在堆肥堆制中需要添加大量高碳低水辅料进行调节,生产成本高,资源化利用率低,为了研发适用于消纳高含水率蔬菜废弃物的好氧堆肥发酵工艺体系以促进废弃物高效资源化利用,通过设置传统好氧堆肥和循环堆肥两组试验,研究蔬菜废弃物循环堆肥的性能,评价其工艺的可行性和经济效益。结果表明:在第一、二次循环过程中,堆肥性能稳定,堆体升温迅速,高温期分别持续10、5d;在第三次循环中,系统稳定性开始波动,温度≥50℃保持5d,第四次循环堆肥系统恶化,堆体无法达到50℃,终止循环过程。循环堆肥物料最终pH值为6.72、电导率值为3.43mS·cm-1,种子发芽指数为72.0%,满足无害化标准要求,不会对植物产生毒害。循环堆肥能使蔬菜废弃物迅速脱水,并将堆体水分保持在50%～60%的最佳范围以利于有机物质的降解,4次循环蔬菜废弃物最高降解率分别为92.9%、88.6%、59.4%、21.7%。经济效益分析表明,与常规堆肥相比较,循环堆肥辅料用量及成本减少48.8%,同时,添加同量的辅料,循环堆肥能消纳更多的蔬菜废弃物,其利润是常规堆肥的7.15倍。综上所述,循环堆肥工艺可行、性能稳定,最大循环次数为3次,辅料应用量少,利润高,是处理高含水率蔬菜废弃物经济可行的技术。     

绿化植物废弃物和污泥的堆肥特性研究

绿化植物废弃物和污泥不同比例的堆肥实验显示其质量比为5∶4时堆肥升温快,高温持续时间最长;全碳和全氮含量在堆肥14 d后都有明显的降低;NO3--N的含量变化不大;NH4+-N的含量降低;堆肥的富里酸(FA)快速降低,胡敏酸(HA)先略有降低,然后快速增加;而种子发芽指数在14 d后均超过了0.8;最终腐殖质化参数(HI)为2.71,腐殖化速率(HR)为14.87%,CFA/CO=10.8;重金属的含量符合相关堆肥标准要求。绿化植物废弃物的高木质素含量决定了C/N、T值(终点C/N)/(初始C/N)、NH4+-N/NO3--N不宜作为其腐熟评价指标,但温度、NO3--N和NH4+-N、腐殖化参数、种子发芽指数可作为绿化植物废弃物和污泥混合堆肥的腐熟评价指标。绿化植物废弃物和污泥混合堆肥效果取决于污泥的添加量,含水量高的污泥用量过多会影响堆肥效果。绿化植物废弃物和污泥综合利用对控制堆肥质量,提高废弃物综合利用,促进城市节能减排有重要意义。     

厨余垃圾、绿化废弃物和茶叶渣中试共堆肥系统效果评估

为解决厨余垃圾等有机废弃物处理难的问题,该研究以厨余垃圾、绿化废弃物和茶叶渣为主要原料,通过控制通风方式和菌种类型在堆肥成套设备内开展中试好氧堆肥,选取温度、含水率、碳氮比（C/N）、总养分、有机质含量、种子发芽指数和卫生学特性等指标评估共堆肥系统的技术可行性和经济可行性。结果表明：选择间歇式通风方式并按质量分数1‰投加复配菌剂,堆肥在65 ℃以上高温持续7 d;经10 d发酵,物料含水率和C/N分别从63.5%和31.5降至30.1%和9.6;堆肥产物的总养分（9.8%,质量分数,下同）和有机质含量（43%）均远高于NY/T 525-2021农业行业标准（总养分≥4%,有机质含量≥30%）;堆肥产物腐熟度和卫生学特性状况良好,种子发芽指数达88.3%,粪大肠菌群数<3 个/g,产物中未发现蛔虫卵。该共堆肥系统的废物平均处置成本低至（248.67±19.89）元/t。研究结果可为实现厨余垃圾、绿化废弃物和茶叶渣的低成本、规模化处理,有效解决厨余等有机废弃物环境污染问题提供参考依据。     

屠宰场不同家畜废弃物堆肥的基本性质差异研究

研究屠宰场不同家畜废弃物堆肥过程中基本理化性质变化和微生物区系的消长规律。试验结果表明:羊废弃物堆肥升温最快,但整个过程中猪废弃物堆体温度最高;各堆肥在前21 d左右p H值一直呈上升趋势,然后趋于稳定,在21~90 d堆体p H值在7.9~8.5之间变化;随着堆肥的进行,各处理种子发芽指数(GI)逐渐增大,堆肥中后期,羊废弃物堆肥的GI普遍较高,而猪废弃物堆体GI最低;各堆肥草籽种子活力、大肠菌值在堆肥过程中逐渐降低;从开始堆肥后7 d,堆肥细菌、真菌和放线菌数量都有所增加,细菌增幅最大;猪废弃物堆肥真菌数量在整个堆肥过程中高于牛、羊废弃物,呈极显著差异;堆肥中前期3种家畜废弃物放线菌数量差异较小,中后期牛废弃物堆肥放线菌数量最大,而猪废弃物堆肥放线菌数量在堆肥30 d后急剧下降。与生物有机肥国家标准相对照,不同家畜废弃物堆肥90 d后,其p H值、有机碳及养分含量、大肠菌群值、蛔虫卵死亡率均达到国家标准。     

猪粪固体自然堆放方式下含氮气体排放规律及其影响因素研究

针对我国畜禽固体废弃物自然堆放管理过程中含氮气体排放欠缺系统研究、排放规律尚不清晰的现状,以长江流域生猪固体废弃物典型自然堆放方式为例,采用静态箱一气相色谱法、化学发光法、磷酸甘油溶液吸收法对猪粪固体堆放下N20、NO、和NH33种主要含氮气体排放进行了一个堆肥周期的系统观测,深入研究了猪粪固体堆放管理方式下3种含氮气体排放规律及其影响因素。一个堆放周期的试验结果表明：在固体贮存堆体最初含水量较多的情况下,NH3前期排放较多,后期排放比较少,受堆体氨态氮浓度影响较大。N2O和NOx的排放规律基本相同,都呈现前期排放量较小,后期排放增多的态势,这与降雨导致的酸性环境加剧硝化反硝化作用有关。堆体表面与堆体内部剖面N20的排放趋势基本相同,而堆体下部土壤剖面的N20受堆体影响较小。     

猪粪好氧堆肥条件的研究

本试验研究了在不同的调理剂、通气方式、碳氮比和添加剂等条件下猪粪堆肥的腐熟进程。结果表明：稻草比稻壳更有利于猪粪的堆肥腐熟;机械通风同人工翻堆相比,各项指标无显著差异(P＜0.05),而堆制结束后物理性状要比人工翻堆试验组差;高C/N有利于堆肥的升温及腐殖化过程,对堆肥进程无影响,但稻草加入量大会增加堆肥的成本;除臭剂及菌剂的加入对堆肥的大多数化学性状影响不大,但可明显改善堆肥腐熟后的物理性状并减少臭味。除稻壳试验组外,其它各组在第五周即可达到腐熟的要求。     

猪粪堆肥臭气产生与调控的研究

通过两次室外中型堆肥试验，研究在相同水分条件(68.8%)，不同调理剂、不同碳氮比(C/N)、不同通气方式以及不同添加剂对猪粪堆肥过程中臭气产生与控制的影响。研究表明：猪粪堆肥中，臭气的主要形式是氨气，主要产生在堆肥的升温及高温期。降低堆肥的pH值、增加微生物对NH⁺₄-N的固定等是控制臭气的有效措施；过磷酸钙添加量为1.5%时，可以降低堆肥的pH值，使NH₃浓度减小，促进NH⁺₄-N向其它形式的氮转变，且不影响堆肥的腐熟；除臭剂试验组堆肥过程中臭味小，堆肥结束后的物理性状最好，不影响猪粪堆肥进程，可在生产中推广。     

猪粪比例对烟草废弃物高温堆肥腐熟进程的影响

以烟草废弃物为基本原料进行堆肥试验,研究了不同比例猪粪与烟草废弃物混合堆肥体系中温度、pH、全氮、C/N比、水溶性NH＋4-N和种子发芽指数（GI,germination index）的动态变化规律,探讨了不同猪粪比例对烟草废弃物高温堆肥腐熟进程的影响。结果表明,在烟草废弃物中加入猪粪能缩短进入高温分解阶段的时间,增加高温分解持续时间,增加全氮含量,加快物料NH＋4-N和C/N比降低的速率,加快烟草废弃物堆肥腐熟化进程。添加一定比例猪粪的处理（烟草废弃物∶猪粪=7∶3、烟草废弃物∶猪粪=8∶2和烟草废弃物∶猪粪=9∶1）,分别在堆肥第3、4、5 d进入高温分解阶段（〉50 ℃）,高温持续时间分别为11、10、8 d;而纯烟草废弃物处理,最高温度为43 ℃,未进入高温分解阶段;至堆肥26 d,NH＋4-N含量分别比纯烟草废弃物对照降低47.7%、61.9%和25.6%;GI分别达到81.4%、84.1%和83.7%。     

不同调理剂对猪粪好氧堆肥效果的影响

分别以木屑、药渣、菇渣、砻糠灰作为猪粪堆肥的调理剂,研究其在堆肥过程中温度、含水率、pH、EC和主要营养元素N、P、K的动态变化。结果表明,在整个堆制过程中,4个处理的堆温变化明显呈现出升温期、高温期和降温期3个阶段,其中,木屑处理堆体升温最快,且高温持续时间最长,砻糠灰处理高温持续时间最短;与初始值相比,堆肥后每个处理pH均有所上升,其中菇渣处理上升幅度最大,达0.9个单位;堆制过程中,4个处理有机质总体呈现下降的规律;堆肥后药渣处理的TN和TP含量最高;堆肥后砻糠灰处理的TK含量最高;堆肥后4个处理的pH和EC值都在腐熟堆肥的适宜范围之内,从N+P2O5+K2O总养分和保氮角度来看,应选药渣作调理剂,从提高堆肥TK含量来看,应选砻糠灰作调理剂。     

猪粪堆肥中水分散性胶体的重金属分布研究

对猪粪有机肥中胶体态重金属的分布进行了定量分析。结果表明,水提取态Cu、Zn、Fe、Mn主要以胶体态存在,Ni、Cr、Cd、As几乎都以可溶态存在。胶体态Cu在0.02~0.2μm胶体中的含量最高,胶体态Zn、Fe、Mn在粒径为1~10μm的大粒径胶体中含量最高。在长期连续施用有机肥引起重金属积累的土壤中,高Cu负荷的小粒径胶体可能会引起深层土壤中重金属积累问题,胶体态有机碳与可溶态有机碳对重金属结合能力的不同可能是导致重金属分布存在差异的重要原因。重金属在不同粒径的分布特征可以为讨论猪粪有机肥中的重金属在环境中的化学行为提供论据。     

不同碳氮比下牛粪高温堆肥腐熟进程研究

为有效处理奶牛场养殖粪污,建立以之为原料的牛粪有机肥高效堆肥工艺,本文通过工厂堆肥试验,以牛粪为主料,以蘑菇渣、稻壳为辅料,设置C/N=15、C/N=25、C/N=35三个处理,研究不同碳氮比原料高温堆肥过程中堆体温度、pH值、EC、C/N和养分等理化指标的变化。结果表明,C/N=25堆体达到的温度最高,达到最高温度所需时间最短且保持65℃以上时间最长。堆肥过程中各处理pH值变化基本一致,均是先升高后降低再升高最后趋于稳定,各处理EC都是先波动上升后在波动中逐渐下降并趋于稳定。各处理堆体在堆肥过程中,C/N也都呈现逐步减小的趋势,并最终保持稳定。至堆肥结束时,各处理C/N分别11.7、15.0和21.3。各处理铵态氮含量逐渐下降,硝态氮含量逐渐增加,至堆肥结束时,铵态氮的损失量分别为80.7%、36.6%和46.7%,硝态氮含量分别增加到0.61 g kg~(-1)、0.50 g kg~(-1)、0.41 g kg~(-1)。堆肥结束时,各处理胡敏酸类、富里酸类等物质成为DOM的主体部分,N1、N3处理发芽指数大于50%但小于85%,N2处理发芽指数大于85%。各处理堆肥全磷、全钾含量在堆肥结束时比堆肥初始均有所增加。因此,牛粪高温堆肥能有效处理奶牛场养殖废弃物,且C/N=25时堆肥效果最佳。     

沼液堆肥化与牛粪堆肥化的发酵特性及腐熟进程

为评价沼液作为堆肥含氮添加剂的应用效果,开发沼液的处理应用技术,以牛粪树叶堆肥为对照,将沼液和树叶混合堆制发酵,探讨其发酵特性与腐熟进程。研究结果表明,环境温度一直在10℃以下,沼液堆肥化和牛粪堆肥化均能经历35d以上的堆温超过50℃的高温发酵;而沼液堆肥化超过50℃的高温期持续时间比牛粪堆肥化少8d;经60d的发酵沼液堆肥化的半纤维素含量从发酵初期的12.14%下降到6.53%,纤维素含量由20.5%下降到9.8%;而牛粪堆肥化的半纤维素含量从12.8%下降到9.56%,纤维素含量由21.5%下降到15.9%。可见沼液堆肥化的分解更彻底。从C/N、温度、可溶性糖含量、含水量、种子发芽指数综合评价两种堆肥的腐熟度,沼液堆肥化进入腐熟状态约经30d,而牛粪堆肥化进入腐熟约需45d。     

不同覆盖措施对鸡粪堆肥氨挥发的影响

采用箱式抽气法对不同鸡粪堆肥体系中氨气挥发释放速率及其影响因素进行了研究.结果表明,鸡粪堆肥的氨挥发强度在堆置后20d内最大.氨挥发速率最高达到0.28 g/(kg·h),覆盖粘土能有效抑制堆体的氨挥发.覆盖处理中铵态氮有累积的现象,铵态氮浓度最高达到6.68 g/kg,导致其pH值和电导率显著高于不覆盖处理.从全氮含量的变化来看,覆盖秸秆和篷布处理的氮素损失率分别为21-79%和19.78%,是对照处理的73.71%和66.91%,表现出良好的保氮效果.     

集约化猪场粪污处理工艺的研究

根据我国集约化猪场排粪方式和粪水的特性，提出了采用人工清粪方式、固液分离机+沉淀+UASB+SBR+水生植物塘的污水处理工艺和猪粪（渣）堆沤发酵生产有机肥新的粪污处理工艺。经上海市嘉定种畜场污水处理工程实践证明：在保证污水全面达标排放和猪粪（渣）无害化处理的前提下，新工艺比常规工艺节约工程投资35%、节约运行电费65%左右，经济效益好。