脱水污泥和小麦秸秆共堆肥过程中有机质转化研究

研究城市脱水污泥堆肥过程中各有机物的变化特征,对评价堆肥腐熟程度和堆肥产品质量等具有重要应用的价值,为城市污泥堆肥产品的安全生产提供保障。本研究利用河南省洛阳市涧西区污水处理厂脱水污泥为堆肥原料,以小麦秸秆为调节剂,根据污泥和小麦秸秆配比的质量不同设置其C/N为6∶1、10∶1、12∶1、25∶1这4个对照处理组,分析不同阶段堆体的温度、有机质含量、腐殖酸总量、胡敏酸(HA)含量、富里酸(FA)含量以及水溶性有机质(DOM)含量的变化对污泥堆肥腐熟程度的影响。结果表明,随着堆肥时间的延长,4个处理的堆体温度呈现先升高后降低的变化趋势。温度较高时则有利于微生物降解有机质,增加堆肥化腐熟程度;直至堆肥结束时,前3个处理有机质含量均呈下降趋势,处理4有少量的增加;腐殖酸总量含量整体呈下降趋势;HA含量呈现上升趋势;FA含量整体呈逐渐下降趋势;HA含量与FA含量的比值(H/F)呈上升趋势,H/F的增加说明腐熟堆肥腐殖化程度的提高;DOM含量整体呈现下降趋势。通过对污泥堆肥过程中各有机物的变化特征的研究发现,在C/N为10∶1条件下堆肥腐熟程度较好,为污泥小麦秸秆共堆肥进行科学配比提供参考依据。     

以菇渣和猪粪为调理剂的城市污泥堆肥效果研究

以城市污泥为原料,以菌菇渣和猪粪为调理剂进行为期40 d的好氧堆肥。通过测定堆肥过程中堆体温度、含水率、pH值、总有机质、总氮值等参数的变化,研究调理剂添加比例对堆肥效果的影响,并通过C/N值的变化和种子发芽指数(GI)评价了堆肥的腐熟度。结果表明,菌菇渣和猪粪可作为优良的堆肥调理剂,通过堆肥可使污泥在较短时间内达到减量化、无害化的目的。污泥、菌菇渣、猪粪按干重比7.0∶2.5∶0.5混合时,堆体升温最快,且可维持55℃以上6 d。堆肥后,种子发芽指数为95%,其他指标也都满足堆肥腐熟要求,堆肥效果最好。     

城市污泥与稻草堆肥的腐熟度指标研究

采用翻堆方式将稻草与未消化城市污泥进行堆肥,测定常见几种化学和生物参数的变化,探讨其作为腐熟度指标的可行性。结果表明,(C/N)终点/(C/N)起始比值和铵态氮可作为堆肥腐熟度的指标,当(C/N)终点/(C/N)起始小于0.6和铵态氮浓度低于400mg·kg-1时,堆肥基本腐熟。水溶性有机碳与水溶性铵态氮之比值也可作为堆肥腐熟度的新的复合指标,当比值大于9时,堆肥基本腐熟。挥发性固体重、C/N、pH及NO3--N与堆肥原料有关,只可作为参考。     

落叶堆肥过程中有机物的动态变化

为研究落叶堆肥过程中有机物的动态变化特征,进行了50 d的高温好氧堆肥试验.结果表明:堆肥中有机质、挥发性固体、腐殖质、游离腐植酸以及富里酸(FA)呈下降趋势;腐殖质碳/有机碳[w(GHM)/w(TOC)]先减小后增加,最后稳定在47.3%～47.6%;胡敏酸[w(HA)]呈上升趋势;胡敏酸/富里酸[w(HA)/w(FA)]在堆肥过程中迅速增加,从堆肥初始的0.43增加到堆肥结束时的1.02,表明堆肥有机物向腐殖化和稳定化方向转化;E4/E6先增加后缓慢降低.表明w(GHM)/w(TOC)可作为评价落叶堆肥腐熟和稳定的参考指标,而腐殖质含量、w(HA)/w(FA)以及E4/E6作为评价落叶堆肥腐熟的指标不太合适.     

猪粪堆肥的腐熟度指标

以猪粪和米糠为原料进行高温好氧堆肥,测定堆肥几项腐熟度指标的变化.结果表明,堆肥后与堆肥前有机物料的碳氮比(T值)、NH4+-N/NO3--N均随堆肥化的进行而下降,种子发芽指数(GI)则上升,T值、NH4+-N/NO3--N与GI呈显著负相关.不同腐熟度堆肥的甜椒盆栽试验表明,施用堆制0、7和14 d堆肥的甜椒,其生物量较施用堆制30和55 d堆肥的处理极显著降低,而施用堆制30和55 d堆肥的甜椒生物量没有明显差异.以35 d堆肥的GI、T值、NH4+-N/NO3--N作为堆肥腐熟度的指标,腐熟指标是GI≥45%、T≤0.65、NH4+-N/NO3--N≤0.60.     

生活污泥猪粪混合好氧堆肥技术研究

以城市生活污水剩余污泥为主要原料,按3种不同体积比添加猪粪和木屑进行好氧堆肥研究.结果表明,3种处理均能实现剩余污泥的无害化、减量化和资源化.从堆体温度、pH值和含水率3个指标看,堆肥前期16d是堆肥的快速反应阶段,第16天后堆肥基本处于后腐熟阶段.从全氮和种子发芽率指标看,堆体C[v(污泥):V(猪粪):V(木屑)=55％:22.5％:22.5％]的氮损失最少,堆肥腐熟程度最高.     

屠宰场污泥锯末混合好氧堆肥腐熟的最佳条件

为了无害化处理屠宰场污泥并提高其利用价值,对屠宰场污泥进行了锯末混合好氧堆肥腐熟试验,以种子发芽指数作为参考指标,研究了不同C/N值、初始含水率、通风方式对好氧堆肥腐熟度的影响。结果表明:随着堆肥时间的增加,不同C/N值的种子发芽指数均呈持续增加趋势,其中C/N为25的处理发芽指数、最高温度和最大pH值均最高,分别达114.3%、68.7℃和9.0,腐熟效果较好;发芽指数与最高温度正相关,最大pH值的变化与发芽指数的变化规律保持一致;原料初始含水率与微生物活动密切相关,直接影响堆肥腐熟效果,以含水率为55%的处理腐熟效果好;通风+翻堆的处理方式更利于堆肥升温和提高腐熟度。     

香蕉茎秆堆肥化处理腐熟度评价研究

以香蕉茎秆和鸡粪为主要填料进行好氧堆肥,研究了香蕉茎秆堆肥化过程中几种与腐熟度有关的物质含量和参数的变化情况及堆肥腐熟度评价理化指标.研究结果表明,C/N比、阳离子交换量(CEC)、CEC/TOC可以作为香蕉茎秆和鸡粪堆肥化处理腐熟度评价的化学指标,而pH和水溶性有机碳(WSC)不能作为腐熟度评价指标.     

污泥好氧堆肥的试验研究

[目的]研究城市污水处理剩余污泥农用的可行性。[方法]利用自行设计的好氧堆肥装置,将某污水处理厂的剩余污泥与稻草按体积比1∶11、∶2、1∶3、1∶4进行混合堆肥,观察堆肥过程中堆肥箱内的温度、含水率、钾含量等参数的变化,评价堆肥腐熟度。[结果]污泥与稻草按体积比1∶2进行混合堆肥时,堆肥箱内的温度上升较快,含水率的下降幅度较大,有机质含量下降较快,钾含量较高,铜含量增加最少,锌含量降低最明显,堆肥腐熟度较好,各项指标均符合腐熟度要求,实现了污泥的资源化、无害化和稳定化。[结论]城市污水处理剩余污泥具有农用性,当污泥与稻草体积比为1∶2时,堆肥的效果较好。     

污泥好氧堆肥过程中有机质含量的变化

【目的】研究污泥好氧堆肥过程中有机质含量的变化,为提高污泥堆肥质量及正确评价污泥堆肥的肥效提供参考依据。【方法】以城市污泥和小麦秸秆、玉米秸秆为堆肥原料,设置4个处理(处理1调理剂为小麦秸秆糠(d<5 mm),处理2调理剂为小麦秸秆段(3 cm相似文献   

辅料配比及通风速率对污泥气流膜堆肥过程氮素迁移的影响

为探究污泥堆肥演变规律并优化污泥气流膜堆肥工艺参数,以园林垃圾和玉米秸秆作为辅料,通过对堆肥过程中的理化指标及可溶性有机物的三维荧光光谱等进行分析,分别研究了3种不同辅料配比、3档通风速率对气流膜堆肥过程氮素变化的影响。结果表明：与其他堆体相比,在辅料配比为7∶3∶1 （污泥∶园林垃圾∶玉米秸秆）、通气速率为0.9 m³·h-1的条件下,堆体总氮含量相对上升了9.65%,腐植酸类物质的荧光强度相对百分含量增加了76.62%,此条件下堆体内氮素向稳定的可利用含氮物质中迁移最多,堆肥效果最佳。研究表明,辅料添加量越大,高温阶段持续越长,无害化处理效果越好,但腐熟效果不佳;通风速率对堆肥过程中氮素的稳定化转移影响较大,合适的通风速率能使氮素向有利的方向迁移。     

添加平菇或香菇菌糠对木耳菌糠-鸡粪堆料腐殖质组成的影响

为揭示添加平菇或香菇菌糠对木耳菌糠-鸡粪堆肥的效果,通过腐殖质组成特征筛选适宜的配方,将风干、粉碎后的平菇或香菇菌糠添加到木耳菌糠-鸡粪堆料中[平菇菌糠∶木耳菌糠∶鸡粪分别为3∶4∶3(Ⅰ-1)、2∶4∶4(Ⅰ-2)、1∶4∶5(Ⅰ-3),香菇菌糠∶木耳菌糠∶鸡粪分别为3∶4∶3(Ⅱ-1)、2∶4∶4(Ⅱ-1)、1∶4∶5(Ⅱ-1)],进行为期90 d的好氧堆腐试验,探索不同配方对堆料总有机碳(TOC)、胡敏酸碳(C_(HA))、胡敏素碳(C_(Hu))含量,胡富比(C_(HA)含量/C_(Hu)含量),胡敏酸(HA)碱溶液在465、665 nm处光密度比值(E_4/E_6)的影响,进而确定平菇或香菇菌糠与木耳菌糠-鸡粪间的最优配比。结果表明:与10 d相比,堆腐90 d后,除了Ⅰ-1处理能使堆料TOC含量得以累积,使其增加4.0%外,其余处理均可促进TOC的矿化;Ⅰ-1处理对堆料C_(HA)的消耗程度最大,而在2∶4∶4和1∶4∶5两个配比下,添加香菇菌糠(Ⅱ-2、Ⅱ-3)比平菇菌糠(Ⅰ-2、Ⅰ-3)更有利于木耳菌糠-鸡粪堆料C_(HA)的矿化分解;除了Ⅱ-3处理能使HA碱溶液E_4/E_6有3.9%的增加外,其余处理均可促使E_4/E_6下降,使HA的缩合度和芳构化程度提升,Ⅱ-1处理的优势最为明显,其次是Ⅰ-2处理;在堆料腐解期间,胡富比均有所降低,其中Ⅰ-1处理的降低幅度最大,Ⅰ-2和Ⅱ-3处理可促进菌糠堆肥的腐熟;在分解胡敏素(Hu)方面,Ⅰ-2处理更有优势,其次是Ⅱ-2和Ⅱ-3,而Ⅰ-1、Ⅰ-3和Ⅱ-1处理对Hu组分的降解能力相对较弱。平菇菌糠、木耳菌糠、鸡粪间质量比为2∶4∶4(Ⅰ-2)时更有利于堆料HA缩合以及Hu降解,最终促使堆料腐熟。     

凹凸棒土添加对结球甘蓝废弃物堆肥腐殖化过程的影响

为明确凹凸棒土的添加对结球甘蓝废弃物堆肥腐殖化的促进效果，以结球甘蓝废弃物和玉米秸秆为原料，分别添加质量分数为0（CK）、2.5%（T1）、5%（T2）、7.5%（T3）的凹凸棒土进行好氧堆肥，探究不同添加量的凹凸棒土对基本理化性质、有机质组分、腐殖化的影响，并结合相关性分析和结构方程模型探讨其影响腐殖化过程的途径。结果显示，凹凸棒土的添加使堆肥高温期延长了1~3 d。与CK相比，T2和T3处理的种子发芽指数分别提高了27.97%和42.06%，有机质降解率分别提高了1.67%和6.92%，腐熟状况更好。此外，与初始状态相比，堆肥结束时CK、T1、T2和T3处理的富里酸（FA）含量分别下降39.88%、42.92%、47.28%和47.68%；胡敏酸（HA）含量分别上升89.08%、129.78%、135.83%和162.50%，使得堆体芳香度增加。相关分析和结构方程表明，凹凸棒土的加入使水溶性有机碳（DOC）与腐殖质组分、前驱体的相关性发生正负转变，显示其通过影响DOC来促进HA的合成，同时还增多了显著影响HA形成的路径，促使氨基酸、还原糖和FA向HA转化，从而提高腐殖化程度。研究表明，凹凸棒土添加量为7.5%时可明显促进结球甘蓝废弃物堆肥腐熟，有效活跃前驱体，并提高腐殖质的芳香性和腐殖化程度。     

有机生活垃圾堆肥中物质组分减量差异及变化规律

以农村有机生活垃圾的主要组成——餐厨垃圾和作物秸秆为处理对象,分类表征不同好氧堆肥条件下餐厨-稻草总物质、干物质及主要组成元素的减量差异及其在不同时间的变化规律,进一步借助冗余分析(Redundancy analysis,RDA)明确主要堆肥过程因子对物质组分代谢的影响程度。结果表明:本试验中4个堆肥处理的总物质减量效果为单一通风组通风+菌剂组对照组通风+菌剂+纤维素降解菌组,对于带有辅助通风设备的处理而言,7~13 d是垃圾减量化的主要时间区段。不同处理的水分去除方式不同,菌剂接种可促进水分以蒸发形式去除。不同处理组下干物质的元素损耗具有倾向性,通风+菌剂+纤维素降解菌组中碳素和氢素的损失量占干物质损失量的百分比依次高于通风+菌剂组、单一通风组和对照组,氧素的损失量占干物质损失量的百分比则正好相反。菌剂接种处理的碳素消耗主要发生在0~13 d,约占碳素总消耗量的60%以上。冗余分析结果指出温度和细菌数量是影响物质和元素去除的主导因素,其中温度与不同时间区段垃圾减量能力和水分损失量呈最大正相关,而细菌数量、放线菌数量和真菌数量分别与区段干物质损失、氢素损失及氧素损失呈最大正相关。以上研究结果可为有机垃圾堆肥过程中渗滤液排放、物质损失控制和垃圾生态代谢研究提供一定的指导。     

高温持续时间对鸡粪堆肥中多重耐药菌、接合型质粒及耐药基因消减特征的影响

为研究堆肥过程中高温持续时间对多重耐药大肠杆菌及其携带的接合型质粒和抗生素耐药基因（Antibiotic resistance gene,ARGs）消减规律的影响,本研究在鸡粪堆肥初始物料中外源添加多重耐药大肠杆菌菌液,并设置延长高温时间组（CT组）和常规堆肥组（NT组）两种堆肥条件处理,利用选择性培养及16S rRNA基因扩增子测序技术检测多重耐药菌群变化规律,同时利用数字PCR定量检测大肠杆菌16S rRNA基因、接合型质粒转移酶基因（MOBP）、氨基糖苷类耐药基因[APH(3)-Ib]及磺胺类耐药基因（sul2）和Ⅰ类整合子-整合酶基因（intl1）等污染物相对丰度变化,对比获得了延长高温时间对多重耐药菌及其ARGs消减速率的影响。结果表明,高温堆肥能够明显抑制堆肥中多重耐药菌的生长,并且CT组对其的抑制效果明显好于NT组。堆肥结束后,五种基因在CT组的相对丰度消减率为79.82%～99.99%,但NT组中腐熟期结束后APH(3)-Ib、sul2、intl1等基因相对丰度均高于初始物料。多重耐药大肠杆菌及其接合型质粒的消减规律均符合一级动力学方程,但APH(3)-Ib、sul2和...     

猪粪添加稻草对高温堆肥腐熟进程及物质变化的影响

以猪粪和水稻秸秆为材料,采用发酵槽内堆置,分别设置低量秸秆、高量秸秆和纯猪粪三个处理,分析堆肥33天过程中的物理、化学和纤维素类等指标的变化,探讨堆肥过程中添加不同比例的水稻秸秆对堆肥特性的影响。结果表明,添加高量秸秆堆肥处理的升温速率最佳,纯猪粪处理的水分散失率大于其他两个处理。堆肥结束时,各处理的p H值为8.46-8.66,电导率稳定在1.4-2.4 ms/cm,E4/E6降至3.12-3.37,堆肥达到了腐熟;高量秸秆处理的(终点C/N)/(初始C/N)介于0.53-0.72,其堆肥效果较好、腐熟程度较高。各处理堆肥产品的全磷含量均有提高;纯猪粪处理的纤维素、木质素和半纤维素的总降解率均高于其他两个处理。整体来说,添加高量秸秆处理腐熟速度较快,且效果较好,这可为猪粪快速资源化利用和猪粪堆肥产品质量的提高提供科学依据。     

城市污泥堆肥过程中纤维素降解菌的筛选及鉴定

以哈尔滨市文昌污水处理厂的脱水污泥为试验材料,以稻壳作为调理剂,采用自行设计的卧式旋转式污泥好氧发酵装置对污泥好氧发酵过程中纤维素分解菌的筛选进行研究。从城市污泥堆肥的升温阶段分离得到两株纤维素降解真菌,通过形态特征观察、rDNA-ITS序列分析结果表明,两菌株分别为尖孢镰刀菌(Fusariumoxysporum)和脉孢菌(Neurospora sp.),编号为B、E。对两株真菌的纤维素降解特性的研究表明,在以滤纸为唯一碳源的液体培养基中,第10天滤纸失重率分别达到了53%和39%。     

土壤溶解性有机质结构和组成对秸秆、牛粪及其堆肥产品输入的响应特征

为揭示农业废弃有机物还田对土壤溶解性有机质（DOM）特性的影响,本研究通过淹水土培试验,结合紫外-荧光光谱技术和平行因子分析法,探究了土壤DOM含量、结构与组分对秸秆、牛粪及其堆肥产品输入的响应特征。结果表明,相比于对照组,添加秸秆、堆肥秸秆、牛粪和堆肥牛粪的处理组均明显提高了培养初期土壤溶解性有机碳（DOC）含量,降低了培养初期土壤DOM类蛋白组分含量（降幅分别为80.23%、83.89%、37.21%和86.68%）,整体上提高了各时期土壤DOM的芳香性和疏水组分含量,堆肥产品还显著提高了土壤DOM腐殖化程度（P<0.05）。随着培养时间延长,各处理组土壤DOC、DOM类蛋白组分及类腐殖质组分含量均不同程度降低,且类蛋白组分降幅远高于类腐殖质组分。与添加秸秆相比,添加堆肥秸秆明显降低了培养初期、中期和末期的土壤DOC含量（降幅分别为60.78%、33.77%和45.53%）和DOM类蛋白组分含量（降幅分别为19.94%、34.75%和57.28%）;而与牛粪处理组相比,堆肥牛粪处理组土壤DOC含量在各时期无明显改变,但芳香性、疏水组分含量和腐殖化水平均不同程度升高。研究表明,...     

里氏木霉利用玉米秸秆形成类胡敏酸（HAL）的特异性研究

为探明里氏木霉(Trichoderma reesei)在腐殖化过程中,不同培养时间下利用玉米秸秆得到的培养产物(HLS)的碱提取物——类胡敏酸(HAL)的结构特征是否具有与土壤胡敏酸相似的特异性,通过固体培养的方式模拟秸秆堆肥,在玉米秸秆中添加里氏木霉进行为期30 d的腐殖化培养,并以灭菌后不添加微生物的处理作为对照,在培养的0、15、30 d采样观察研究。通过元素组成、红外光谱及差热的技术手段对里氏木霉利用玉米秸秆形成的类胡敏酸(HAL)进行分析,与土壤的胡敏酸(HA)比较观察其特异性。对比CK,在模拟腐殖化的过程中,接种里氏木霉可以显著改变其HAL的结构特征,其芳香性/脂族性的比例变化符合多酚学说。里氏木霉可以在30 d内将HAL的元素结构集中在O/C=0.528、H/C=1.322左右,与土壤HA的O/C值、H/C值差异缩减了71.08%、49.25%,使其更加接近土壤HA的结构特征。总体来看,里氏木霉在分解矿化玉米秸秆中纤维素和木质素的同时,可以有效促进玉米秸秆向腐殖质的转化,其形成的HAL的结构变化支持了多酚学说。里氏木霉培养下的HAL可随着腐殖化培养时间的增加,与土壤HA的结构特征差异持续缩小,逐渐具有特异性。