好氧堆肥微生物研究进展

堆肥化是一个动态过程,在多种不同微生物群体的作用下实现,对该过程微生物进行研究可以更好地了解堆肥,有效地管理堆肥过程。综述了好氧堆肥过程中微生物机理及变化、堆肥微生物的研究方法、菌剂对堆肥的影响等,为好氧堆肥提供技术支撑;并且指出堆肥化过程中主要包含细菌、真菌、放线菌等微生物,微生物的改变直接影响堆肥温度、pH、腐殖酸含量等理化性质;通过添加微生物菌剂可以减少N、P、K的流失,提高堆肥品质;对于堆肥微生物的研究,多种方法联合使用可以避免单一方法的缺陷。     

改性生物炭对沼液氨氮的吸附效果研究

针对沼液中氮含量排放超标污染问题,为筛选出能使氮元素最大回收的有效吸附方法,以玉米秸秆、玉米芯和木屑为原料,分别于550℃、600℃、650℃下热解成生物炭,并采用NaOH+微波、FeCl3、KOH和HNO3对其进行改性处理,采用扫描电镜和压汞仪对生物炭进行表征,通过吸附动力学、吸附等温线和影响因素试验考察生物炭对NH+4-N的吸附效果。结果表明：NaOH+微波改性的550℃玉米秸秆炭（A-550-NaM）、KOH改性的550℃玉米秸秆炭（A-550-K）、NaOH+微波改性的600℃木屑炭（C-600-NaM）和FeCl3改性的550℃玉米芯炭（B-550-Fe）对NH+4-N的吸附平衡时间在60~150 min之间,其平衡吸附量分别为8.58 mg/g、8.30 mg/g、7.95 mg/g和8.01 mg/g;Langmuir模型较Freundlich模型更适合描述B-550-Fe、A-550-NaM和A-550-K对NH+4-N的吸附行为,3种改性生物炭对NH+4-N的最大吸附量分别为200.24 mg/g、101.86 mg/g和94.82 mg/g。     

蔬菜废弃物与畜禽粪便联合好氧发酵挥发性有机物排放特征

为研究蔬菜废弃物与畜禽粪便联合好氧发酵过程产生的挥发性有机物(volatile organic compound,VOCs)及主要致臭物质,开展了蔬菜废弃物与畜禽粪便联合好氧发酵试验,采用气相色谱-质谱法和三点比较式臭袋法分析了好氧发酵升温、高温和降温阶段产生的VOCs种类和浓度及臭气浓度。结果表明,蔬菜废弃物与畜禽粪便联合好氧发酵过程共检出34种VOCs,其中芳香烃类化合物11种、烷烃7种、含硫化合物4种、酮类4种、卤烃类化合物3种、醇类2种、酯类2种、醛类1种;发酵升温期臭气浓度最大,达72 443,而在降温期产生的VOCs种类最多为29;在联合好氧发酵过程中主要致臭物质为甲硫醚、二甲二硫醚、二硫化碳、NH3和H2S,羰基硫、乙醛和苯乙烯仅在高温期产生且浓度较高;根据嗅阈值比值大小与最大浓度,需重点监测和控制恶臭物质的顺序是二甲二硫醚H2SNH3甲硫醚。该研究结果为蔬菜废弃物与畜禽粪便联合好氧发酵过程中恶臭物质的监测和控制策略研究提供理论依据。     

国内外堆肥标准分析及其对中国的借鉴启示

中国农业废弃物产量巨大,堆肥是农业废弃物资源化利用的主要方式之一,也是养分和有机质回收到土壤中的方法。结合国内外堆肥标准制定情况,通过分析对比无害化指标、有机质、总养分、重金属、含水率等指标,指出中国存在就农业废弃物处理缺乏专业化堆肥及有机肥标准推进委员会、对堆肥产品中氮磷钾和有机质含量的最低限值较高及未建立堆肥标准体系等问题。建议国家组建堆肥标准制定专家委员会或堆肥协会,进一步规范有机肥生产运行管理,进一步修订有机肥、生物有机肥、沼肥等标准,建立完善的堆肥标准体系。     

不同贮存方式对农村旱厕粪污肥料化利用特性和主要致臭气体排放的影响

为了探究不同贮存方式对农村旱厕粪污肥料化利用特性和主要致臭气体排放的影响,本文针对此类旱厕进行试验,通过研究在自然（敞口）贮存和密闭贮存方式下旱厕粪污理化性质和臭气排放变化,探明改厕对旱厕粪污的农用潜力以及对主要致臭气体排放的影响。结果表明：与自然贮存相比,密闭贮存具有更好的减少氮素损失的效果,总氮损失降低20.24%,氨态氮含量提高22.34%;总碳含量损失降低4.61%;电导率下降0.02;pH值上升0.9。试验周期内,两种贮存方式下粪大肠菌群数从43 MPN·g^-1降至3 MPN·g^-1以下,种子发芽指数均为0,说明尽管旱厕粪污贮存半年可以达到卫生学的无害化,但作为肥料直接利用仍对作物有毒性作用,建议添加覆盖料或填料提高粪污的腐熟度,从而达到农业利用的要求。半年试验周期内,密闭贮存处理中氨气浓度显著高于自然贮存,最高为279.29 mg·m^-3,平均为129.75 mg·m^-3,硫化氢浓度平均为10.68 mg·m^-3,略高于自然贮存,说明改厕后密闭式的贮粪池内臭气排放主要以氨气为主,缓慢且持续,并且与温度有显著的正相关性,因此卫生旱厕设置排气管是必要的,需要科学设置排气管的高度和内径,将臭气高效排出,避免影响如厕环境。     

氢氧化镁和磷酸固定剂控制堆肥氮素损失的研究

利用原位控制思路,在摸拟堆肥试验的基础上,通过实验室堆肥小试研究,将麦麸和鸡粪按比例混合,将不同配比、不同添加量、不同投加方式的同定剂应用于堆肥物料进行比较试验.结果表明,3种配比的固定剂适合应用于堆肥过程中进行氮素损失控制.与其他类同定剂相比,磷酸比例高的添加剂具有较好的固定效果,磷酸比例低的同定剂在堆肥化的初期具有相埘较好的固定效果,而且价格便宜.堆肥化过程中采用分批加入固定剂相对于物料混合时一次性加入等量固定剂的固定效果显著,固定剂的加入可以在补水、翻堆时进行.采用与堆肥物料混匀和表面喷淋相结合方法比单独一种方法对氮的固定效果好.     

采用EEM-FRI方法研究黑曲霉对牛粪堆肥腐熟及纤维素降解影响

为了优化堆肥工艺,提高堆肥产品质量,研究黑曲霉对牛粪堆肥腐熟度和纤维素降解的影响.该研究以牛粪为原料,小麦秸秆为辅料,以不添加黑曲霉为对照,分别添加1％、2％和3％的黑曲霉进行好氧堆肥,研究了黑曲霉不同添加量对腐熟度指标、养分含量、腐殖质组成以及纤维素组分的影响,并采用激发发射荧光光谱结合荧光区域积分(Excitati...     

农村户用厕污堆肥反应器设计与试验

针对农村户用厕所环境条件差、厕污处理困难等问题,该研究研制了一种具有负压抽吸进料-螺旋盘管曝气-膜辅助加热功能的110 L农村户用厕污堆肥反应器。根据工程热力学和生物学原理,设计了厕污负压抽吸进料机构、螺旋盘管曝气系统和膜辅助加热机构等关键部件,集成反应器控制单元,并开展反应器性能试验。试验结果表明:堆肥高温期(50℃)维持5d,连续发酵15d后,蛔虫卵死亡率达到100%,大肠菌值检测为46个/g(≤100个/g),种子发芽指数为88.4%,满足《粪便无害化卫生标准》要求。该研究可为农村户用厕污无害化处理及肥料化利用提供装备支撑。     

改性生物炭对猪粪堆肥过程重金属钝化效果研究

为进一步提高猪粪堆肥中重金属钝化效果,以猪粪和玉米秸秆为原料,以未改性处理、NaOH改性处理和FeCl_3改性处理等3种生物炭为钝化剂进行堆肥试验,以未添加生物炭的处理作为对照(CK),研究不同改性生物炭对猪粪堆肥效果及重金属Cu、Zn、Pb形态的影响。试验结果表明:四个处理堆肥高温期维持天数及种子发芽指数达到无害化要求,腐熟堆肥均呈碱性(8.0~9.0),堆肥结束后添加未改性生物炭和NaOH改性生物炭的处理EC值略高于4 mS·cm~(-1),分别为4.06 mS·cm~(-1)和4.04 mS·cm~(-1)。添加生物炭的处理重金属钝化效果均显著高于CK,添加FeCl_3改性生物炭对重金属Cu、Zn、Pb表现出相对较好的钝化能力,钝化效果分别为78.70%、43.53%、66.45%。综合分析,在堆肥过程中添加FeCl_3改性生物炭(添加比例为干物质的24%)更有利于实现堆肥过程中重金属钝化,提升堆肥产品质量。     

中国畜禽粪污资源化利用技术应用调研与发展分析

中国畜禽粪污资源化利用技术模式的选择和应用情况底数不清,缺乏系统研究。该研究采用问卷调研与实地测量相结合的方式,对中国190个县（市区）2 589个养殖场进行调研,并从畜禽粪污收集方式、粪污处理方式、粪肥还田利用情况等方面进行统计分析。结果表明,畜禽规模养殖场清粪方式以干清粪为主,占养殖场总数的89.40%;固体粪便处理普遍采用堆（沤）肥处理,占养殖场总数的89.44%,液体粪污处理主要采用厌氧发酵和贮存发酵等技术,分别占41.59%和39.09%,目前大部分规模养殖场粪污处理设施建设符合规范要求,但部分养殖场设施水平不高;粪污处理后还田是主要利用方向,利用粪肥的作物以水果蔬菜等经济作物为主,占比可达61.83%。总结分析了中国畜禽粪污资源化利用存在问题,提出中国畜禽粪污资源化利用亟需提升处理设施标准化水平,提高设施装备水平,同时还需引导养殖场按照种养平衡要求配套足够消纳土地,提高粪肥还田利用机械化水平。该研究可为畜禽粪污资源化利用科技创新、技术推广提供基础支撑,对于促进畜禽粪污资源化利用和农业绿色发展具有指导意义。