添加不同比例玉米生物炭的堆肥腐殖质光谱学表征

对于当今污泥量剧增的趋势,添加生物炭的污泥堆肥是处理污泥较好的办法。本文基于理化性质和光谱学表征来研究添加不同比例玉米生物炭的堆肥腐殖质,结果发现生物炭能延长堆肥高温期1-2天;pH、电导率（electrical conductivity,EC）、有机质含量（organic matter content,OM）等指标均表明四组堆肥效果得到提升且实验组数值优于对照组。在紫外-可见光谱和傅里叶红外光谱可以看出S2、S3组有更多的类腐殖质物质生成,芳香族化合物增多,腐殖化程度提高,说明添加10%和15%玉米生物炭有更好的堆肥效果。在三维荧光光谱分析中,经堆肥后四个处理组可溶性微生物副产品逐渐转化为类腐殖质,且添加生物炭能促进其转移效果,有更高的荧光峰值。从胡敏酸平行因子分析中可以得到添加生物炭可以使堆肥腐殖质含量增多,但各处理组胡敏酸的各组分含量变化有所差异。     

调理剂投配比及粒径对污泥堆肥的影响研究

为了研究采新型可循环LWK调理剂的用量及粒径对污泥堆肥速率和氮素损失的影响,以城市污泥与新型LWK调理剂为原料进行为期25 d的堆肥试验,分析了堆肥过程中的物料二氧化碳产生速率、有机质含量(VS和DOC)、氨气挥发速率、氮素含量的变化规律.结果表明,m污泥∶m新型调理剂=1∶0.8时,堆体的CO2产生速率最高可达12.44 mg/(kg·VS·d),氨气挥发最少;在调理剂粒径筛选中,采用三个调理剂粒径水平20.0、30.0、40.0 mm的调理剂进行堆肥试验,三组试验氮素损失率分别为15.73%、6.90%、13.19%.使用平均粒径为30.8 mm的调理剂能够明显降低堆体的氮素损失.     

微生物菌剂对城市污泥堆肥过程中氮素转化的影响研究

以稻草、木屑为填充料,分别添加EM原露、腐秆灵、金宝贝生物发酵剂、阿姆斯生物发酵剂和纤维素分解菌5种微生物菌剂,采用人工翻堆好氧堆肥工艺,进行城市污泥堆肥试验,通过测定堆肥过程中温度、pH值及NH_4~+-N、NO_3~--N和总氮含量,研究了5种微生物菌剂对城市污泥堆肥进程及氮素转化的影响,结果表明:添加微生物菌剂后堆体达到高温期和最高温度的时间较对照提前了1～2 d,降温阶段的降温速率提高了0.54～0.74℃/d,达到室温时间提前了5～6 d;各堆体50℃以上均保持了7 d以上,满足堆肥卫生学指标.添加微生物菌剂能促进有机氮的分解,促进硝化细菌的生长,有利于NH_4~+-N向NO_3~--N的转化和堆肥的腐熟进程.由于添加微生物菌剂提高了堆体升温速率、延长了高温期的维持时间和增加了堆体的pH值,导致更多的氮素损失.堆肥结束时,堆体氮含量降低39.8%～44.8%,较未添加微生物菌剂的堆体降低量多9.8%～14.8%.综合各项指标,金宝贝生物发酵剂和阿姆斯生物发酵剂具有较好的应用前景.     

污泥的生物干化及其热值变化

探讨了物料配比、翻堆方式和通风量对脱水污泥生物干化的影响,分析了污泥生物干化前后热值的变化情况.结果表明,当污泥与园林垃圾的配比为5∶2时,温度峰值最高,达54.6℃,物料含水率下降了11.22%,且VS去除率最高;与不翻堆的试验相比,翻堆试验的最终含水率为45.98%,比不翻堆的低2.54%;当通风量为0.5 m3/h时,有利于堆体温度的上升和强化干化效果.采用最佳的生物干化条件对污泥进行预干化处理后,堆体的含水率从60.45%降至42.57%;干化后物料的低位热值达到9 763.3 k J/kg,有良好的热值资源化前景.     

木质素磺酸钠对市政污泥好氧发酵过程磷形态转化的影响

针对传统市政污泥好氧发酵过程难溶性磷酸盐向有效磷转化效率低的问题,本研究依次添加物料总质量0%、5%、10%、15%的木质素磺酸钠(SLS,分别记为CK、S5、S10、S15),探究其对市政污泥好氧发酵过程磷形态转化的影响及作用机制。结果表明：添加SLS优化了堆体理化性质,促进胡敏素(HU)向胡敏酸(HA)和富里酸(FA)转化;同时SLS可以有效提高堆体的速效磷(Olsen-P)含量,Hedley磷分级结果显示,S5、S10、S15处理组有效磷(AP)和中等可用磷(MAP)在总磷中所占比例分别为58.48%、54.36%、49.35%,远高于CK处理组(32.15%);相关性分析表明,含水率(MC)、电导率(EC)、有机质(OM)、腐殖质(HS)、FA、碳氮比(C/N)、HA是影响Olsen-P累积的主要因素,与水溶性磷(H₂O-P)呈正相关并按照相关性强弱排序依次为C/N、EC、FA。综上,在市政污泥好氧发酵中添加SLS可提高堆体的磷素有效性,磷形态转化主要是通过SLS自身官能团的螯合能力以及提高堆体腐殖化程度实现。     

响应面法优化污泥生物炭制备工艺

市政污泥富含有机质,以其为原料制备污泥生物炭,用十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)与H3PO4复合活化剂对污泥生物炭进行改性,采样响应面方法优化的污泥生物炭改性条件为:污泥生物炭10.00 g、质量分数为40%的H_3PO_440.0 m L、CTMAB质量为0.35 g、浸渍温度为50℃。用该条件下改性的污泥生物炭测定其碘吸附值,碘吸附值从改性前的88.52 mg/g增加到改性后的443.08 mg/g,吸附性能优越。     

生物炭孔隙结构对市政污泥好氧发酵过程中甲烷释放的影响

为探究生物炭孔隙结构(孔径、孔容和比表面积)在市政污泥好氧发酵过程中对甲烷(CH₄)释放的影响,本研究分别以榉木生物炭(WB)、稻壳生物炭(RB)和玉米芯生物炭(CB)作为调理剂进行好氧发酵实验,并设置不添加生物炭的作为对照组(CK),通过比表面积测试(BET)、气相色谱法(GC)、16S rRNA高通量测序技术和冗余分析(RDA)进行测定及分析。BET结果表明,WB和RB以微孔结构为主,分别占各自总孔隙结构的87.84%和73.72%,而CB以大孔结构为主,占比为89.94%。GC结果显示,与未加生物炭的CK相比,添加WB、RB和CB的市政污泥好氧发酵组的CH₄释放量分别减少41.83%、33.59%、8.20%。高通量测序结果表明,WB和RB通过提高发酵温度抑制了甲烷菌的相对丰度,而添加CB则使堆体的甲烷菌种类更丰富。RDA结果显示,生物炭孔径与CH₄释放速率呈正相关关系。综上可知,在本研究条件下添加以微孔结构为主的WB和RB对市政污泥好氧发酵过程中的CH₄减量化效果最佳。     

污泥基生物炭对重金属的吸附作用

为研究市政污泥基生物炭对重金属的吸附性能,进而作为吸附材料应用于污染修复中,在900℃下无氧热解制备生物炭,利用静态平衡法测定生物炭对重金属Pb、Zn、Cu、Cd的吸附效果。结果表明:污泥基生物炭具有良好的吸附性能,吸附容量比市售活性炭高一个数量级,对Pb、Zn、Cu、Cd的最大吸附量实测值分别为(104.15±1.60)mg/g、(36.05±0.87)mg/g、(41.30±1.38)mg/g和(37.17±2.59)mg/g。污泥基生物炭具有很强的pH缓冲能力,平衡后溶液pH值大幅提高约2~3,溶液可由酸性变为近中性甚至碱性。平衡过程中,污泥基生物炭可释放大量的Ca2+离子,释放量与重金属离子初始质量浓度正相关,在0.2%污泥基生物炭投加、重金属质量浓度250mg/L以内时,Ca2+离子质量浓度为32.07~72.86mg/L。污泥基生物炭具有很强的重金属吸附能力,主要吸附机理为表面沉淀和离子交换。     

畜禽粪便堆肥化过程中氮素损失的控制

本研究是通过猪粪,鸡粪和玉米秸秆混合堆肥,跟踪研究堆肥过程中加过磷酸钙和未作处理的堆肥在堆置过程中堆料的各种理化性质的变化规律。后期试验中,主要研究不同堆肥方式对堆料中添加过磷酸钙的氮素控制率的影响,以期为堆肥化的发展提供可靠的堆肥控制方案。研究得到以下结论：添加过磷酸钙能够调节堆体的pH值,使得堆体能满足发酵时最适的pH值条件,并使得C/N比下降的幅度加大;与常规堆肥方式相比,添加过磷酸钙之后,更有利于控制氮素的损失。使堆体中NH4＋-N的含量较高,氮元素向NO3--N的转化更容易;畜禽粪便堆肥化过程中添加过磷酸钙之后堆料的C/N比控制在25-30之间保氮效果最好;不同鼓风方式的堆肥处理中,间歇鼓风的保氮效率最高,连续鼓风次之,人工翻堆的方式对方保氮效率最低。     

木炭对污泥堆肥有机质减量和腐熟度的影响

以木炭为供试生物炭,分别添加污泥初始质量0,10%,20%和30%的木炭,通过元素分析和红外光谱技术,研究木炭促进污泥堆肥过程中碳减量和氮减量的效果.结果表明:随着木炭添加量的增加,污泥中碳的质量分数显著减少;堆肥结束时,相比未添加木炭工况,添加木炭工况的碳减量程度和氮减量程度分别提高了18.3%~27.8%和10.3%~17.2%;污泥堆肥的芳构化程度和稳定度相应提高,多糖、蛋白质类和脂肪类成分减少.     

含竹炭及竹醋液猪粪堆肥用作黑麦草生长基质的效果研究

利用黑麦草盆栽试验,研究了3种不同类型猪粪堆肥添加对草坪基质理化性质及黑麦草生长状况的影响,以期为猪粪堆肥合理用作草坪基质减少耕层土壤消耗提供科学依据。结果表明,与添加普通猪粪堆肥相比,添加含竹炭、竹炭+竹醋液猪粪堆肥的处理更有利于提高盆栽草坪基质养分含量;黑麦草各项指标在堆肥添加比例15%时最大,含竹炭、竹炭+竹醋液猪粪堆肥添加显著增加了黑麦草分蘖数、株高、植株干重、叶绿素及氮磷含量;盆栽基质及黑麦草根、叶Cu、Zn含量均随着堆肥添加比例的增加而增加,但添加含较多竹炭堆肥的处理显著降低了盆栽基质及黑麦草根、叶Cu、Zn含量。因此,竹炭、竹炭+竹醋液作为猪粪堆肥调理剂,可提高盆栽草坪基质养分含量,促进植物生长;含较多竹炭的猪粪堆肥添加还可以减少黑麦草对基质中重金属的吸收,降低潜在的污染风险。     

银杏残叶添加比例对猪粪好氧堆肥的影响

采用好氧堆肥方法,研究了不同银杏残叶添加比例(质量分数0%、10%、20%,30%,40%)对猪粪堆肥的影响,结果表明:添加质量分数20%和30%银杏残叶堆肥在第3天分别达到最高温65 ℃和63 ℃,且高温阶段(>55 ℃)持续时间达7 d,完成主要发酵过程约需28 d,明显少于未添加银杏残叶堆肥(对照)所需时间(约37 d)。堆熟后,各处理堆肥有机碳含量(质量分数)在25%～28%之间,无显著差异,均符合有机肥国家标准。各处理堆肥全N(TN)含量(质量分数)在2.26%～3.20%之间。与对照相比,添加质量分数20%银杏残叶处理TN增加最高,达41.5%。各处理堆肥的碳氮比(C/N)和T值(堆肥结束与初始C/N的比)均符合猪粪堆肥腐熟标准(C/N<20、T值<0.6)。添加质量分数20%和30%银杏残叶处理的种子发芽指数在堆制28 d时,已达80%以上,而其他处理则在35 d后才达到。综合来看,添加质量分数20%～30%的银杏残叶有利于猪粪好氧堆肥的熟化、稳定及质量提高。     

同步脱氮除磷好氧颗粒污泥的特性及其反应过秸

以普通絮状活性污泥为种泥,采用人工配制的模拟生活污水,在序批式反应器（SBR）中成功地培养出了同步脱氮除磷好氧颗粒污泥。污泥颗粒粒径大多在0．5～1．0mm,SVI为27．0mL/g,MLVSS／MLSS为86．8％,具有良好的沉降性能和较高的生物量。采用好氧颗粒污泥进行脱氮除磷过程研究,结果表明颗粒污泥具有良好的同步脱氮除磷和去除有机物的功能,反应周期结束时氮氮、PO4^3-P去除率接近100％,COD去除率达到90％以上。     

净水厂污泥覆盖控制底泥氮磷释放效果

室内静态模拟净水厂污泥与沙、沸石、锁磷剂(镧改性膨润土Phoslock^?)等4种覆盖材料控制底泥氮磷的释放效果.结果表明:在覆盖强度为2 kg·m^-2条件下,与对照组相比,沸石覆盖对氨氮的平均削减率为42.04%,沙覆盖和锁磷剂覆盖对氨氮均没有削减效果,净水厂污泥覆盖不仅对氨氮没有削减效果,而且还会向水体释放氨氮;锁磷剂、净水厂污泥、沸石和沙的覆盖对正磷酸盐的平均削减率分别为75.98%,53.73%,28.09%和10.69%.最后,分析几种覆盖材料     

控制堆肥过程中氮素损失的途径和方法综述

堆肥过程中的氮损失及其控制正引起国内外越来越多学者的关注.受堆肥物料组成、pH值、通风/温度、湿度和堆肥添加剂等的共同影响,C/N质量比低的物料在好氧堆肥过程中会产生大量的氮损失(约为16%～74%).目前控制氮损失的方法,除了改变工艺条件,如保障适量的通风/控温、加湿等,主要就是在堆肥过程中加入添加剂.加入的物质主要有4大类:富含碳的物质,如秸杆、泥炭等;金属盐类及硫元素;吸附剂,如沸石、黏土、椰壳纤维等;外源微生物,如固氮菌、纤维素分解菌、EM菌等.今后堆肥过程中的氮损失调控将向各方法的优化和集成方面发展.     

发酵腐熟剂对城市污泥堆肥发酵的影响

应用BHB百惠生物BM发酵腐熟剂有机肥生产配套菌种对达州市污水处理厂的污泥进行发酵实验.结果表明,城市污泥堆肥通过接种发酵腐熟剂,可以明显提高堆肥初期的发酵温度,延长高温持续时间,加快堆肥物料的水分挥发,缩短堆肥发酵周期,促进堆肥快速腐熟.