添加矿物质对猪粪好氧堆肥中有机物降解的影响

为了探讨添加矿物材料对猪粪堆肥过程中有机物动态变化的影响,通过好氧堆肥的方式向猪粪和玉米秸秆粉混合物料中添加干质量分数为2.5%的粉煤灰、膨润土和风化煤等矿物质,用化学分析和红外光谱技术相结合的方法,对90 d好氧高温堆肥过程中有机质的动态变化特征进行了研究。结果表明:添加粉煤灰、风化煤或膨润土对猪粪堆肥的堆体温度变化均无明显影响,堆体温度能迅速升至近70℃,并维持在55℃以上超过7 d,达到高温堆肥的温度要求;随着堆肥时间的延长,各处理中总有机碳(TOC)和水溶性有机碳(WSC)含量均呈现出逐渐降低最后趋于相对稳定的趋势,但添加粉煤灰、风化煤和膨润土处理,能促进有机质的降解,促进能力依次为粉煤灰、膨润土、风化煤;添加粉煤灰、风化煤和膨润土等矿物质有利于猪粪堆肥的腐殖化过程进行,堆肥过程的雪里蕻种子萌发指数(GI)与WSC显著负相关、GI与胡敏酸的百分比(PHA)和腐殖酸聚合度(DP)显著正相关;红外光谱数据显示,在好氧堆肥过程中,含有—OH、—CH3和—CH2基团的化合物相对减少,而含有—CO、C—O—C、—COO基团和含芳香环类物质的含量逐渐增加,堆肥有机质降解可持续至60 d以后;添加粉煤灰、风化煤和膨润土会影响堆肥初期GI增加,但经过90 d好氧堆肥后,雪里蕻种子的GI均能大于0.5,所有堆肥处理均基本达到腐熟水平。     

调理料对猪粪好氧堆肥特性的影响试验

以猪粪为原料,添加质量分数为10%、15%、20%的小麦秸秆、玉米秸秆、木屑3种调理料进行好氧堆肥试验,5d人工翻堆一次。结果表明：以小麦秸秆和玉米秸秆为调理料的堆置效果比其他调理料效果更好。提高经过处理的玉米秸秆比例能获得更好的堆肥效果,当增至20%,能获得比以小麦秸秆为调理料更佳的堆肥效果;而以小麦秸秆为调理料的好氧堆肥的最佳比例为15%;小比例的木屑堆肥效果相对次之。     

粉煤灰和聚丙烯酰胺对沙质土壤中玉米生长的影响

以4种粉煤灰施用比(与沙土质量分数0％、5％、10％和15％)、3种聚丙烯酰胺(PAM)施用比(0、60和120 mg/kg)和不添加粉煤灰和PAM的处理为对照,探讨了粉煤灰和PAM改良沙土对玉米生长的影响,试验结果表明,施入粉煤灰和PAM后,玉米株高受到了不同程度的抑制,适量的粉煤灰和PAM促进玉米叶片的生长.5％比例粉煤灰改良处理的玉米产量较对照增加9％,但是较高比例粉煤灰(10％、l5％)的施用会导致玉米减产,最高减产21％.PAM和粉煤灰联合施用能够减小高比例粉煤灰对玉米产量的抑制.单独施用粉煤灰时,5％施用量对出苗没有显著影响,而施用更高比例时会减少出苗,推迟玉米生长,这一缺点也可以通过添加PAM起到改善的效果.粉煤灰会降低沙土氮含量,而PAM能够有效增加沙土氮含量,因此添加PAM对粉煤灰改良沙土起到有效的辅助作用.     

生物炭对鸡粪好氧堆肥过程的影响

生物炭作为堆肥调理剂对于加快畜禽粪污好氧堆肥进程、增强堆肥品质和改良堆肥工艺具有重要意义。分别选用玉米秸秆和树叶与鸡粪混合进行堆肥试验。通过研究堆体温度变化、含水率、pH值、电导率,以及氮、磷、钾营养成分含量的变化,分析生物炭对堆肥过程的影响。结果表明,添加生物炭可有效缩短堆肥周期2~3 d。添加生物炭前期会使堆体pH值升高但对于最终堆肥产品并无太大影响。添加生物炭较未添加堆体的EC值降低,表明生物炭对于游离盐离子具有很好的固定作用。通过对堆体物料各阶段主要养分进行检测,添加生物炭堆肥中全氮、全磷和全钾含量均高于未添加组。其中MSA与LA总氮含量较MS与L分别增加0.35%和0.53%,表明生物炭具有较好的固氮效果。综合pH值、电导率、含水率等指标来看,生物炭作为调理剂促进了好氧发酵过程的进行,有利于提高堆肥品质。      

堆高对生活垃圾中15mm筛下物堆肥腐熟的影响

为了解小粒径生活垃圾的独立堆肥适宜性,并筛选最佳堆高,本文以北京市马家楼垃圾转运站筛分后的0～15 mm生活垃圾为研究对象,在南宫堆肥厂隧道发酵仓分别以2.5、2.0、1.5和1.0 m 4个堆高进行强制通风条件下密闭静态高温发酵对比试验。通过高温发酵（8 d）前后采样测定堆肥水浸提液的电导率（EC）、腐殖酸光学特性（E4/E6）、水溶性碳（WSC）质量分数、水溶性铵态氮（NH4+-N）质量分数和发芽率指数（GI）,堆肥固相碳氮比（C/N）和粪大肠菌值等腐熟度指标,并应用模糊评价法进行腐熟度评价。结果表明：0～15 mm粒径的生活垃圾可单独堆肥,且1.5和1.0 m 的2个堆体的腐熟程度最好,综合考虑后推荐在隧道发酵仓中采用1.5 m为最适宜堆高。     

好氧堆肥对猪骨中磷元素赋存形式的影响

作为生猪养殖大国和猪肉消费大国,我国每年产生的猪粪量和猪骨量达25亿吨,如何稳定化处理如此大宗的有机固体废弃物已成为新时期践行“绿水青山就是金山银山”生态理念的关键。该研究以养殖场猪粪、稻草秸秆和猪蹄骨为原料进行槽式好氧堆肥。结果表明:添加猪骨与否对堆体温度、有机酸和pH值没有显著影响,堆体温度在第10天左右达到峰值(55℃~58℃)、堆体有机酸含量从初始的280 mg·kg~(-1)逐渐降低至60天后的50 mg·kg~(-1)。作为有机肥重要指标的氮、磷、钾浓度在是否添加猪骨堆体中表现出显著差异性。未添加猪骨堆体中,总氮、总磷、总钾浓度分别由最初的15.07,9.07和14.94 g·kg~(-1)增加到堆肥末期(60天)的16.63,9.50和15.52 g·kg~(-1),而添加猪骨堆肥末期(60天)的总氮、总磷、总钾浓度分别为16.69,12.50和15.54 g·kg~(-1),总磷浓度大幅上升,速效氮、磷、钾变化趋势与总氮、总磷、总钾变化趋势一致。添加猪骨堆肥产物中总磷、速效磷浓度的显著增加,表明好氧堆肥对猪骨中磷元素溶出转化成有效磷具有明显的促进作用。     

飞灰添加量对沼渣、牛粪共堆肥的影响

为改善沼渣、牛粪共堆肥低磷和低钾等问题，向共堆肥肥堆中添加生物质飞灰，对堆肥过程中堆体理化特性进行分析。选取飞灰添加量为8%、12%、20%和25%，按四分法每10天取样记录含水率、电导率、总碳、总氮、总磷和总钾等变化，分析研究飞灰添加量对沼渣、牛粪共堆肥的影响。结果表明：当飞灰的添加量由8%增加到25%，堆体的含水率增加，但是当添加量超过12%时，对含水率影响不大，最终维持在58%左右；飞灰中的碱金属等物质的存在，中和好氧发酵过程产生的酸，提高堆体的pH值，同时还提高堆体的电导率，改善堆体的发酵环境；飞灰中的生物炭和钾等成分提高堆体的总碳和总钾含量，60天腐熟后，堆体的总碳含量由37.37%增加到47.81%，总钾含量最大值为35.74 g/kg，但是对总氮和总磷含量的影响不明显。然而过高的飞灰添加量会抑制微生物的生长，从而降低发酵速率和产品质量。     

塑料和麦秸膨胀剂对猪粪好氧堆肥的影响试验

以麦秸膨胀剂为对照,利用3组小型好氧堆肥反应器同时试验,并进行比较研究塑料膨胀剂对猪粪好氧堆肥过程的影响.将等量猪粪分别与等体积的麦秸和塑料管分别混合进行好氧堆肥试验,监测了堆肥过程中温度、氧气体积分数、含水率、可挥发性固体含量、可溶性糖含量、纤维素含量、粗脂肪含量和粗蛋白含量的变化,并利用数学模型表达了堆肥过程中自由空域的变化及其对有机质降解的影响因子.试验结果表明:塑料膨胀剂抵抗堆体自压实作用的效果要优于麦秸膨胀剂,而麦秸膨胀剂比塑料膨胀剂更利于堆肥初始阶段升温和整个堆肥过程中含水率的保持.     

木醋液添加对牛粪堆肥传热性能的影响

以牛粪为堆肥原料,研究木醋液添加对牛粪堆肥过程传热性能的影响,并与普通堆肥进行对比。结果表明:添加木醋液的堆肥处理初始升温速率较快,在升温和高温阶段翻堆后,再次升温趋势明显大于普通堆肥及堆体空间各层温差总体小于普通堆肥。其中添加1.5%浓度木醋液堆肥处理温差最小,其次是1.0%浓度木醋液处理。温差减小有利于堆体空间温度层次效应减弱从而缩短堆肥周期;添加木醋液堆肥处理堆体空间热导率值较普通堆肥总体变大,其中1.5%浓度木醋液处理总体空间热导率最大,热导率越大,有利于整个堆肥系统热量的平衡,使堆体较快达到空间温度均匀,有利于堆肥的进行。     

自由空域对猪粪麦秸好氧堆肥的影响实验分析

为研究不同水平自由空域(Fas)对堆肥效果的影响,利用实验室小型反应器进行了好氧堆肥试验,使用等量猪粪分别与等量不同粒径(0～1 cm、2～5 cm和7 cm)麦秸按照质量比1∶0.086混合获得不同Fas水平(56.70％、62.67％和68.36％),利用温度传感器、氧浓度传感器动态监测堆肥过程中温度和氧气体积分数的变化,研究分析了堆肥始末含水率和挥发性固体(VS)含量的变化,并基于Matlab平台建立了基于温度、氧气体积分数等多因素Monod形式的VS降解动力学模型.试验结果表明:等量猪粪与等量麦秸混合堆肥,麦秸粒径产生的Fas差异对堆肥过程影响显著;所建立的基于温度、氧气体积分数等多因素Monod形式VS降解动力学模型模拟结果与实际测量结果一致.     

啤酒厂污泥与棉籽饼袋式堆肥及效果

为快速高效无害化处理啤酒厂污泥,对啤酒厂的污水污泥进行微好氧堆肥发酵处理工艺进行了研究,重点研究了啤酒厂污水污泥袋式堆肥过程中温度、含水率、pH值、腐殖酸、有机碳、全氮、水溶性有机碳、发芽指数等参数的变化规律。结果表明：采用棉籽饼作为啤酒厂污水污泥的调理剂,将啤酒厂污水污泥与棉籽饼按照质量比4︰1的比例（添加质量分数为0.5%的尿素,调节C/N为30︰1,含水率为60%）进行混合后,每袋50 kg进行打包后封口发酵,21 d后出料松散且无臭味,堆肥产品腐熟,卫生学指标达到了国标要求。该研究为建立快速高效处理啤酒厂污泥新工艺提供了技术依据。     

微生物及C∕N比对果桑枝条堆肥腐熟的影响

以较大质量堆体（500 kg）为对象,探讨微生物及C/N比对果桑枝条堆肥腐熟效果的影响。以桑枝条和鸡粪为原料,调整堆体的C/N比为20∶1、25∶1和30∶1,分别搅拌4%、4%和6%的微生物,研究微生物及C/N比对桑枝条堆肥腐熟效率及肥力的影响。结果显示,微生物接种量为6%,C/N比为30∶1的1号堆腐熟效率最高、效果最好。在堆肥过程中,保持45℃以上的时间15d,可有效降解难降解的有机物。堆肥结束后,C/N比降至11.73∶1,可溶性腐殖质和总养分的增幅及其含量的积累均最高,发芽指数达到133.91%,T值为0.39。通过分析可知,C/N比是影响桑枝条堆肥腐熟效率的重要因素,适宜的C/N比有利于微生物的分解活动和肥力的增加;增加微生物接种量,能够提高其腐熟效率。      

堆肥过程中低C/N对氮素变化影响的研究

以鸡粪、城市生活垃圾和秸秆为原料,在C/N比分别为15,20和25的情况下进行堆肥,并根据氮素的变化研究在低C/N情况下进行堆肥的可能性。在3个处理中,C/N均降低,C/N25降低明显;总氮浓度降低,C/N15在堆肥结束时总氮浓度最高;NH4 -N浓度在高温期最高,NO3--N在高温期后浓度开始增加;低C/N堆肥初始阶段,C/N越低,堆肥产品速效氮含量越高。     

生物炭对鸡粪好氧堆肥主要氮素形态含量影响与保氮机制

生物炭对鸡粪好氧堆肥过程氮素形态含量影响及保氮机制的研究对有害气体减排、氮素减损控制以及好氧堆肥工艺的深度优化具有重要意义。以鸡粪和麦秸为主要原料,通过添加适量生物炭,利用实验室智能型好氧堆肥反应器系统进行了好氧堆肥试验。基于获取的主要理化、生物学指标以及氮素存在形态动态数据,结合扫描电镜和主要种类微生物数量动态变化分析,研究了好氧堆肥过程主要氮素形态含量变化并初步阐释了生物炭保氮机制。研究结果表明:添加生物炭有利于鸡粪好氧堆肥过程氨气减排和减少氮素损失;堆肥过程氨气排放量与铵态氮浓度和硝态氮浓度分别呈显著正相关关系(r=0.783,p=0.0370.05)和高度显著负相关关系(r=-0.941,p=0.0170.05)。生物炭多孔结构能有效吸附铵态氮和氨气等氮素物质,降低堆体铵态氮浓度,进而减少氨气挥发;生物炭能为硝化细菌等微生物群落提供适宜的环境,有利于促进硝化反应并抑制氨气挥发。     

强化堆料径向流动好氧堆肥反应器设计及性能

堆肥过程中物料存在混合不均、曝气不充分及发酵不彻底等问题,制约了有机物料有效生物转化。为此,研制了一种新型桨式曝气搅拌堆肥反应器。装置内的上、中、下层内设6个附有桨叶的搅拌桨,每个桨叶表面安置径向拨片,可有效增加堆肥物料的径向流动,从而使物料与空气充分接触。以牛粪、秸秆、麦麸与沼液为原料进行批式好氧堆肥试验,结果表明:该堆肥反应器可有效实现搅拌、曝气通风同步进行功能;罐体内堆料各层维持50℃以上天数分别达到6.8、5.6、3.9天;各层物料种子发芽指数(GI)均值达到91.03%,可有效地实现混合物料堆肥无害化目标。     

通风方式对牛粪堆肥氨气排放与氮素转化的影响

为揭示通风方式对好氧堆肥过程中氮素转化及损失的影响,设置连续通风T1（通风速率0.2L/（min·kg））和间歇通风T2（平均通风速率0.2L/（min·kg）,通风10min,间歇10min）2个处理,以牛粪和玉米秸秆为原料在反应器中进行好氧堆肥试验。结果表明,堆肥结束后T1和T2处理总氮（TN）损失分别占初始 TN 23.25%和21.12%, TN的损失以NH3挥发为主,分别占 TN损失的74.76%和61.84%,而以N2O排放损失的氮仅占 TN损失的1.12%和1.37%。NH3挥发主要集中在堆肥初期,主要是因为较高的温度和pH值所致,至堆肥结束时T2处理NH3累积排放量比T1处理少24.37%。不同通风方式对堆肥过程中NH+4N和NO-3N的含量变化也产生显著影响,到堆肥结束时,T2处理相比T1处理,其NH+4N含量低11%,而NO-3N含量高6.7%,T2处理酸解总有机氮含量比T1处理高12.4%,说明间歇通风有利于硝化作用和氨同化作用的进行。结构方程模型（SEM）显示,T2处理不同有机氮对NH+4N含量的总影响从大到小顺序为：酰胺态氮(1.006)、氨基糖态氮(0.485)、酸解未知态氮(0.034)、氨基酸态氮(-0.852),说明NH+4N来源于酰胺态氮、氨基糖态氮和酸解未知态氮,同时NH+4N可以通过氨同化作用生成氨基酸态氮,间歇通风能促进NH+4N向氨基酸态氮的转化。间歇通风方式通过抑制有机氮向NH+4N的转化,降低堆肥过程中由NH3排放造成的氮素损失。     

鸡粪、猪粪与秸秆混合厌氧发酵配比参数优化

以鸡粪、猪粪、麦秆和玉米秆为发酵原料,采用混料设计和中心组合试验设计对鸡粪、猪粪、麦秆和鸡粪、猪粪、玉米秆原料混合厌氧发酵进行了优化。混料设计以3种原料为自变量,中心组合设计以鸡粪与猪粪的比例和碳氮比为自变量,均以甲烷产量为响应变量。结果表明,3种原料混合厌氧发酵的甲烷产量显著高于单一原料及两种原料混合发酵;多原料间在发酵过程中的协同作用提高了甲烷产量,在优化配比下,各试验组实际甲烷产量分别是其期望值的1.62、1.70、1.66和1.73倍。混料设计和中心组合设计均可优化混合原料发酵的原料配比,但中心组合设计具有更广泛的适用性。