智能型好氧堆肥反应器的设计

本文设计一种智能型实验室好氧堆肥反应器系统,其主要有反应系统,曝气系统,控制系统和数据处理系统组成。反应滚筒设计最大直径约为1 000 mm,容积约70 L,系统选用最大曝气量为80 L/min的变频式气泵,实际工作时可以提供的最大曝气量为20 L/min。用牛粪作为堆肥原料,试验研究在装置内的牛粪堆肥过程变化情况,并与普通堆肥进行对比。结果表明:智能型好氧堆肥反应器系统堆肥初始升温速率较快,在升温和高温阶段搅拌后,再次升温趋势明显大于普通堆肥且堆肥过程堆体空间各层温差总体小于普通堆肥。该系统较好的发酵效果,智能化程度高,能够为好氧堆肥提供良好的试验支持。     

好氧堆肥中通风工艺与参数研究进展

通风是影响好氧堆肥过程中温度变化、微生物活性、气体成分、水分去除和产品质量的重要参数,文章总结了好氧堆肥中通风工艺与参数研究进展。主要结论如下:好氧堆肥有三种通风方式,即自然通风、被动通风和强制通风,其中强制通风在堆肥科学研究和堆肥工程中应用较多。定时开-关周期循环控制、氧含量反馈控制和最大氧消耗率反馈控制是好氧堆肥中典型的三种通风控制方式,定时开-关周期循环控制和氧含量反馈控制方式被认为是在工厂化堆肥中应用的标准控制方式,最大氧消耗率反馈控制是一种新型的控制方式,控制效果较好,但在实际工程中尚未被应用。堆肥通风速率因原料和堆肥形式不同而不同,研究结果认为通风速率为0.2~0.6 L·min~(-1)·kg~(-1)有机物质具有较好的应用效果。搅拌是一种特殊的堆肥通风方式,在搅拌过程中,通过分子扩散和能量梯度驱动空气质量运动,从而为堆体供给足够的氧气,这一方式在槽式和反应器堆肥中应用较多。实际堆肥工程中,条垛式堆肥一般采取翻堆结合自然通风工艺,槽式堆肥采取分段强制通风工艺,反应器堆肥一般采取间歇式通风工艺;条垛式和槽式堆肥建议翻堆频率为1 d 1次,槽式和反应器堆肥建议通风速率为0.05~0.2 m3·min~(-1)·m~(-3)有机物质。     

秸秆粪便生物水解好氧堆肥处理研究及应用

[目的]研究秸秆粪便生物水解好氧堆肥处理工艺。[方法]采用序批式混合堆积水解处理、渗滤液A2/O处理循环利用和日光温室好氧条垛堆肥系统工艺,配以强制增氧和拌混装置,以克服静态堆肥水分、温度无法调控和堆腐不均匀等缺陷。[结果]含水率、pH值和温度的变化基本与传统的堆肥参数变化一致;堆肥周期可缩短至10～11d;10d内水溶性有机碳和水溶性总氮降解50%以上,烟草发芽率大于60%。利用熟料生产有机肥和有机-无机复合肥,其配料比例可达40%～60%。[结论]该研究中堆肥熟料产品性质稳定,且可以降低生产成本。     

家用小型生态有机液肥酿造装置的研究

基于悬浮、通气、搅拌、提取和混入堆肥培养液于一身的家用小型生态有机肥酿造装置,在该酿造装置内放入堆肥培养液,通孔弹性膜水平覆盖在酿造缸体底部并由保持器压紧密封,保持器与底座上面的锥型凹槽相匹配使用,底座内装有隔膜式空气泵,通过1个通孔弹性膜通气加氧,将气泡喷射到酿造缸体内的堆肥培养液中,来自隔膜式空气泵的脉动空气使通孔弹性膜产生振动,结合气泡的喷射,制备出高品质的生态有机液肥。酿造缸体、保持器和底座容易接合和脱离,以便进行适当的清洗,便于家庭制备生态有机液肥。     

基于Fluent流场模拟的立式好氧堆肥反应器设计及试验验证

针对好氧堆肥反应器搅拌不均造成的堆肥过程中堆体空间腐熟度进程不一致等问题,设计了有效容积为1 m³、内设 3 层桨式搅拌装置的立式好氧堆肥反应器,以香菇菌渣与鲜鸡粪湿重比 4∶1 混合为堆肥物料,利用Fluent 对搅拌装置进行流场模拟分析和试验验证。结果表明,堆肥物料在流场中做上下循环运动,物料混合均匀;中层堆体温度最先达到高温期 55 ℃以上,其次为上层堆体、下层堆体,高温期持续时间满足 GB7959—2012;O₂含量介于 13.1 % ～ 20.02 %,堆体处于好氧状态;上、下层堆体生菜种子发芽指数较中层堆体先达到 80 %,堆肥结束时上、中、下层堆体的种子发芽指数分别为 112.03 %、112.03 % 和 109.46 %,完全腐熟;3 层堆体的温度、O₂含量和种子发芽指数均无显著差异（P > 0.05）,与数值模拟结果一致。     

小型堆肥箱用于餐厨垃圾连续堆肥的性能试验

设计了一种小型餐厨垃圾堆肥箱.堆肥箱由自控系统、反应室和通风搅拌装置组成.反应室容积43 L,自控系统可实现对温度、搅拌和通风的自动控制.将餐厨垃圾与辅料投入反应室,搅拌装置进行搅拌、混合,由通风系统保持好氧条件,控温系统控制反应室温度,制作堆肥肥堆.对堆肥箱进行性能测试,初始投料30 kg,温度控制在40℃,含水率调...     

增加堆肥茶有益菌数量生产方法及设备的研究

通过曝气系统,大幅度增加了液态堆肥茶成分中有益菌的数量,提高堆肥茶质量,为土壤和植物提供大量活性有机物质的肥料。这套曝气系统包括:一个风机,垂直部分与通风管相连,通过扩散管的管壁上面分布着许多气浮装置,把空气通入液态肥中。     

有机固体废弃物生物转化技术研究进展

有机固体废弃物引起的环境污染风险日益增加,好氧堆肥是对有机固体废弃物进行资源化利用的研究热点。微生物是驱动有机固体废弃物进行生物转化的主要分解者,在好氧堆肥中扮演着重要角色。研究有机固体废弃物资源化处理过程中的微生物群落以及相关物质转化的功能基因,对促进有机物矿化、控制氮素流失、减少臭气排放、生产优质有机肥产品实现资源循环利用等具有重要意义。好氧堆肥中的微生物因受其复杂的环境因素的影响而发生变化。近年来,随着分子生物学、高通量测序技术的发展,在好氧堆肥中的微生物多样性及氮硫物质转化等研究方面获得诸多进展。重点阐述了基于好氧堆肥工艺的有机固体废弃物生物转化过程的研究进展,主要包括好氧堆肥过程中的微生物多样性、微生物群落演化机制,以及环境因子对微生物群落结构演化过程的影响机制等方面,为构建生物转化模型,调节好氧堆肥中的生物转化过程及提升有机固体废弃物高效生物转化技术提供科学依据。     

畜禽粪便超高温好氧堆肥工程案例

超高温好氧堆肥是高效、绿色的有机固体废弃物资源化技术,为了弥补超高温好氧堆肥在大规模工程性处理研究中的不足,通过对规模化畜禽粪便超高温好氧堆肥工程案例（处理量300 t·d^-1）的分析,阐述了超高温好氧堆肥在工程应用中的原理、工艺选择、运行参数以及经济效益。槽式及条垛式规模化畜禽粪便超高温好氧堆肥的最高温度可超过80℃,20~30 d完成堆肥。堆肥结束后,含水率和有机质分别保持在44%和35%左右,EC值为2.9 mS·cm^-1,水溶性有机碳和水溶性总氮的含量分别保持在3.0mg·kg^-1和0.9 mg·kg^-1。此外,腐熟料经过二次加工,可制备为功能性有机肥料。超高温好氧堆肥投资成本小、产品价值高,具有更高的经济效益。目前,已形成的可复制的畜禽粪便循环利用新模式,可为农林残余、生活垃圾、厨房残余等其他有机固废的规模化超高温好氧堆肥处置提供参考。     

一体化好氧发酵设备研究现状与展望

好氧发酵是畜禽粪便资源化利用的有效途径之一,大规模好氧发酵处理工程在我国已取得快速发展。一体化好氧发酵设备适用于中小型规模养殖场粪污处理利用,不仅可以提高堆肥产品质量,还可以解决建设用地限制、降低建设成本,对于促进我国畜禽养殖废弃物资源化利用具有重要意义。但好氧发酵设备的研制在我国起步较晚,标准化、智能化、产业化水平仍然不高,通过对国内外立式、卧式一体化好氧发酵设备及翻抛、曝气、除臭等关键组成部分的研究发展现状进行综述,提出好氧发酵设备目前研究进展及存在问题,并提出研究重点。卧式好氧发酵设备多用于中小型养殖场,设备密闭,易于控制氧气供给和臭味物质排放,堆肥效果理想;立式好氧发酵设备广泛用于大型养殖场及堆肥厂内,处理能力大,但不易实现翻抛与曝气,堆肥质量仍有待提升。今后,应从智能控制、翻抛、高效除臭等环节进一步提升好氧发酵设备性能,提高有机肥品质和农业废弃物资源化利用水平。     

气提式增氧曝气装置在海水养殖池中的性能测定

为了考察气提式曝气增氧装置在海水养殖水池内的性能表现和溶氧扩散分布规律,自行设计了一种气提式曝气除沫装置,并安装于海水养殖生产车间水池内运行,通过定时定点取样测定池水中的溶解氧浓度,分析该装置运行时养殖池内溶解氧的分布状态,进而确定该装置增氧的性能指标。结果表明:安装自行设计的气提式曝气除沫装置后,通过实际测试,氧转移系数(K_(La(20)))为0.77h~(-1),氧转移效率(E_A)为5.20%,曝气动力效率(E_p,以O_2计)最高可达4.33 kg/(kW·h);经测定,在养殖水池内各个取样点溶解氧分布均匀,溶解氧浓度同步增加。研究表明,本研究中设计的曝气装置及其布置形式因省去动力循环能耗,曝气动力效率显著提高。     

牛粪好氧发酵堆肥设备的设计

为了解决牛粪带来的污染问题,利用堆肥设备将牛粪和稻壳、木屑混合好氧发酵成高效有机肥料.介绍了牛粪好氧发酵堆肥工艺及主要技术参数,堆肥发酵设备关键部件物料混合器、物料输送装置和好氧发酵仓的设计要点,该设备的研制为牛粪资源化提供了高效利用的方法.     

旋切式槽用翻抛机的设计与研究

通过对好氧堆肥过程中翻抛技术的全面分析和研究,设计了一种旋切式槽用翻抛机,该翻抛机以减速机为翻抛搅拌动力,具有搅拌、打碎、翻抛三重作用,能够使物料在翻抛过程中与空气充分接触,达到良好的发酵效果。     

超高温好氧发酵技术:堆肥快速腐熟与污染控制机制

高温好氧发酵(堆肥化)技术是实现有机固体废物处理与资源化利用的重要手段。长期以来,发酵温度低、腐熟周期长、无害化不彻底等缺点严重制约传统堆肥工艺广泛应用。超高温堆肥(或称超高温好氧发酵)作为一种新颖的好氧发酵技术,已在工程实践中被证明能够克服传统高温堆肥的诸多缺点;该工艺利用外源添加的超高温好氧发酵菌剂,使堆体温度迅速上升至80℃以上,并能持续5～7 d,在促进堆肥快速腐熟和污染控制等方面展现出优越的技术性能。本文综述了超高温堆肥技术发展历程、核心技术特征以及在堆肥腐熟过程和二次污染控制机制等方面的最新研究进展,包括超高温堆肥快速腐殖化、氧化亚氮减排、抗生素抗性基因消减、微塑料降解、重金属钝化等多种污染物去除或控制机制等,以期为有机固体废物超高温堆肥处理与资源化利用工程实践提供科学依据。     

人粪便生态厕所好氧降解过程氮的迁移转化研究（Ⅰ）——高温堆肥

[目的]研究人粪便生态厕所高温好氧堆肥氮的迁移转化。[方法]利用密闭式好氧高温堆肥反应器,以新鲜锯末为空白载体,对高温堆肥条件下氮的迁移转化及堆肥产物的保氮特性进行了研究。[结果]在高温60℃、含水率60%以及连续强制供气条件下,经过为期2周的堆肥,粪便中有机物去除率达到70%以上,而总氮Ntot的损失仅有17%。氮的损失主要发生在堆肥反应的第1天,由无机氮Nino的迅速减少造成,而有机氮Norg几乎不变。占Nino90%以上的NH4-N在堆肥反应第1天迅速降低,此后缓慢减少至几乎消失。通过物料的平衡发现,在堆肥反应第1天NH4-N的减少量与堆肥反应的前24 h连续吸收的NH3-N的总量一致,说明NH4-N转化为NH3-N是高温好氧堆肥过程粪便中氮损失的主要原因和控制的关键。[结论]高温堆肥可成为一种能使堆肥产物中保持高含量的氮从而使其更好地作为有机肥的有效方法。     

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.     

堆肥过程中有机物的转化及其评价方法

为客观评价好氧堆肥过程中有机物的转化程度,以“有机固废”、“生物转化”和“有机物转化率”为关键词,在中国学术期刊网络出版总库(CNKI)和Web of Science核心合集等数据库检索获得近年来发表的文献,对堆肥过程中有机物转化的相关文献进行梳理和总结,结果表明：1)好氧堆肥过程中有机物主要通过矿化和腐殖化进行转化,提高有机物的腐殖化程度有利于碳素的保存;2)目前有机物转化的评价方法包括有机物损失率、好氧呼吸量、有机组分降解率、碳质量平衡和有机物降解模型等,但在实际应用中仍存在局限性;3)本研究提出以堆肥目标产物为导向,将不稳定腐殖质中的碳作为有机物转化评价指标的方法,可用于判定堆肥原料可降解性、堆肥发酵进程和堆肥产品质量,兼具科学性、准确性和实用性。研究结果可为有机固废资源化效果评价提供方法支撑,推动堆肥科学与技术发展。     

有机物料“差别堆腐”及其评价方法初探

为克服有机物料高温堆肥腐熟过程中存在的针对性差、过度腐熟和资源浪费等问题,进而解决目前堆肥腐熟指标与实际应用间存在脱节的现象,本文提出了有机物料"差别堆腐"概念及其判断方法,并提出相应判定标准及主要控制指标。通过大量文献资料的查阅,结合江苏省农业科学院农业废弃物资源化利用研究室开展的相关研究工作,对目前堆肥腐熟度采用的评价方法、判断标准进行讨论,并指出其存在问题,同时结合有机物料堆腐中的养分含量变化及损失,对不同堆腐时间有机物料施用的农学与改土培肥效应进行阐述。结果显示:有机物料好氧堆肥过程中,在达到无害化标准后,其物料腐熟程度,应依据堆肥施用目的与作物对象不同,而采取"差别堆腐";有机物料好氧堆肥达到无害化、初步腐熟、基本腐熟和完全腐熟后,其产物可分别作为土壤改良剂、较长生育期作物肥料、较短生育期作物肥料以及栽培基质施用;从企业生产实用性出发,堆肥积温可推荐作为腐熟程度判断的重要控制指标。采用差别化堆腐方式,可能是实现有机物料好氧堆肥中资源高效利用与低碳环保目标的有效途径。     

好氧堆肥技术研究

好氧堆肥是对农业废弃物资源化利用的一种有效方法,堆肥过程中产生的高温可以杀灭废弃物的致病菌,可使有机废弃物变得更加安全、稳定。本文首先简介了国内外堆肥产业的发展状况,然后对现有堆肥技术进行了综述,包括堆肥的特点、好氧堆肥原理、堆肥的影响因素、减少氮损失的措施、堆肥原料和堆肥微生物等方面。     

好氧堆肥茶制作技术的研究

本技术是从堆肥及蚯蚓泥中萃取和大量繁殖有益的好氧微生物,形成液态肥料应用于土壤和植物。与目前市场上众多堆肥茶制作设备相比,具有操作简单,可在20分钟内完成拆卸和清洗。大多数部件非胶粘连接、可直接拔开。本技术仅需使用气泵即可真正实现循环,使用时配备筛网均可。这是通过在管道中插入一个空气扩散器来实现的,该空气扩散器在进行循环时将氧气注入水中,流入含有堆肥的萃取器或含有堆肥的水体中,同时再用另外几个扩散器将氧气注入该水体中。