粪便生态厕所高温好氧堆肥过程中气态氨的释放特性

粪便好氧堆肥过程中氮元素的损失问题主要是氨气NH3释放,是关乎堆肥产物肥效的重要问题.实验设计小型密闭好氧堆肥反应器,进行了一系列的批实验,研究粪便高温好氧堆肥过程中NH3释放的特性.结果:在高温堆肥时,累积的氨态氮NH3-N的增加主要发生在堆肥第1 d,总量达到约0.81g.NH3-N释放速率呈现出先迅速增加之后迅速减少并接近环境背景的两个阶段.NH3释放与氮的迁移转化密切相关,氮的迁移转化也主要发生在堆肥的第1d.总氮Ntot损失约17%(约0.90g),主要是无机氮Nino的迅速减少(约0.89g),有机氮Norg几乎没变.Nino中的铵态氮NH4+-N(占无机氮94%以上)迅速减少,亚硝态氮NO2--N几乎消失,硝态氮NO3--N增加量与NO2--N减少量持平.物料衡算说明氨气挥发是氮损失的主要原因,且主要集中在堆肥初期.NH3挥发量主要取决于NH4+-N浓度和温度.高温加快了NH4+-N挥发,使得NH3-N释放时间缩短、总量小、较为集中.高温抑制了Norg氨化,减少了NH4+-N的生成,减少了NH3挥发,最终氮的损失减少.研究表明:高温虽然加快了NH3的挥发,但抑制了Norg氨化,使得总的NH4+-N挥发减少,氮的损失减少.NH3挥发是氮损失的主要原因,高温时在堆肥初期(第1d)控制好NH3挥发是控制氮损失的有效阶段1.     

两种污泥堆肥通风控制方式对比研究

将脱水污泥与园林废物混合后进行高温好氧堆肥处理后产品回用到林地和城市绿化中,可同时实现脱水污泥与园林废物的无害化和资源化.通风是堆肥运行最重要的控制参数.为了更合理的控制堆肥过程,提高堆肥质量,对通风控制方式进行了研究.将脱水污泥与园林废弃物青草混合后进行高温好氧堆肥实验,考察了时间控制和时间—温度控制两种强制通风控制方式对堆肥过程的影响.结果表明:堆肥过程中堆温均可达55℃,并维持3d以上;NH4+-N浓度可降低至0.43 mg/g以下;TN损失率分别为49.53％和42.67％;TOC降解率分别为43.32％和31.55％;种子发芽指数＞80％,时间—温度联合控制下污泥堆肥的最佳腐熟周期为12d,时间控制方式下为14d.时间—温度联合控制方式与时间控制方式相比,具有更好的温度控制效果、符合标准要求的有机物含量、更低的氮损失率和更短的堆肥周期.时间—温度联合控制方式优于时间控制方式.     

城市生活垃圾堆肥腐熟度综合指标的确定

腐熟度参数及其指标是评价堆肥过程及堆肥产品质量的重要尺度。腐熟度指标可分为三类：物理学指标、化学指标和生物学指标。目前还没有一种公认的堆肥腐熟度指标。通过系统分析现有堆肥腐熟度指标的特点及局限,讨论了建立垃圾堆肥腐熟度综合判断的必要性和可行性,提出了以C／N、比耗氧速率(SOUR)、NH4^ -N为指标建立堆肥腐熟度综合评价方法。     

炭纤维复合生物滤池处理混合恶臭气体的研究

以活性炭纤维和木屑分别作为复合生物滤池中滴滤池和过滤池的填料,研究了不同运行参数对复合生物滤池处理含H2S和NH3混合恶臭气体去除效果的影响.结果表明:气量在1.5 m3/h(气体停留时间约43 s),进气浓度H2S<107 mg/m3、NH3<110 mg/m3,循环液喷淋量为4.0 L/h时去除效果最好,H2S和NH3去除率均超过99%;在动态负荷受到突然变大冲击的情况下,系统在4 h内恢复正常,抗冲击负荷性能较好;系统长期运行对除臭性能有影响.复合生物滤池中不同高度处生物膜中的微生物种群不同,BIOLOG鉴定结果为:生物滴滤池中的细茵为球形芽孢杆菌和金黄色葡萄球菌金黄亚种,生物过滤池中的酵母茵为橙黄红酵母茵B,霉菌为聚多曲霉.     

味精工业废水SBR生物脱氮实验研究

在脱氮要求条件下,选择脱氮型SBR运行模式,采取相应强化脱氮措施,研究味精废水SBR生物脱氮的效果.结果表明:进水阶段采用限制性曝气方式.运行工况为进水曝气8 h、厌氧搅拌1 h、后段曝气1 h、沉淀1 h、排水0.5 h;硝化反应过程pH值宜控制在8左右;硝化阶段、反硝化阶段溶解氧浓度宜分别控制在2.0 mg/L和0.5 mg/L左右;NH3-N污泥负荷宜控制在0.01～0.02 kg/(kg MLSS·d).当进水NH3-N浓度为18.2～269.1 mg/L时,出水浓度为8.0～38.4 mg/L,NH3-N的去除率范围为51.1%～87.7%,出水NH3-N指标能满足GB19431-2004<味精工业污染物排放标准>中50 mg/L的限值要求.     

不同添加剂与污水污泥混合好氧堆肥实验研究

分别以木屑、芦苇和堆肥熟料为添加剂,对污水厂脱水污泥进行好氧堆肥实验研究.研究结果表明,以堆肥熟料为添加剂,1天内堆体即可升至最高温度,10天后堆肥可达稳定化要求,堆体55℃以上时间可保持4天以上,完全可以达到卫生化要求.同时,以熟料为添加剂,不仅提高了堆肥速度,缩短了堆肥时间,还可替代木屑等外源性添加剂,简化了工艺流程,降低了运行成本.最后,实验还研究了污泥与熟料混合堆肥植物营养学指标的变化,产品中有机质含量34.6g/kg,氮、磷、钾的含量分别为22.0gN/kg,11.1gP2O5/kg和12.9gK2O/kg,营养物质含量丰富,完全满足作为园林绿化用营养土、有机肥基质等标准要求.     

玉米芯在常温下的水解动力学研究

为解决可渗透反应墙固定化硫酸盐还原菌原位治理酸性矿井水的碳源问题,以玉米芯为材料,通过模拟废水条件下单因素实验,分析温度、质量浓度、pH值、时间等参数对玉米芯水解液中还原糖含量的影响.根据玉米芯水解实验数据建立了玉米芯水解动力学模型,产糖率CG =k1·（e-k1t-e-k2t）/（k2-k1）,mg/g;确定了不同温度下还原糖生成速率以及降解速率常数;玉米芯水解活化能Ea为33 342.213 kJ/mol;指前因子为3.068×105.说明玉米芯作为缓释碳源在中低温条件下易水解,为以玉米芯固定SRB方法治理酸性矿山废水提供了理论依据.     

城市污泥混合青霉素菌渣堆肥实验

为分析抗生素残留对菌渣堆肥过程的影响,以青霉素菌渣、市政脱水污泥和木屑为原料,研究好氧堆肥过程温度、碳素、氮素等理化参数的变化及青霉素的降解情况. 首先通过0.4 m³的大堆体研究菌渣好氧堆肥的可行性,然后通过5个6 L的小堆体详细研究菌渣污泥混合堆肥过程. 结果表明：菌渣污泥混合堆肥升温效果优于对照的单纯污泥. 堆肥菌渣质量分数与堆肥物料总有机碳（TOC）质量分数成正比,堆体的TOC质量分数随堆肥时间不断下降且趋于稳定,菌渣残留的青霉素未影响堆肥过程TOC的变化趋势. 投加菌渣增加了堆体的水溶性有机碳（WSOC）质量分数,生物可利用碳源的增加促进了堆肥过程微生物的转化作用,有助于堆肥过程温度的升高. 添加菌渣有助于减少堆肥原料中的氮素损失,且在第5天已检测不到菌渣中的抗生素残留. 可以通过混合堆肥实现菌渣的资源化利用及药物残留的分解.     

塘渣反压在垃圾填埋场局部滑移治理中的应用

对国内处于填埋作业状态的某局部滑移堆体边坡开展塘渣反压控制工程实践,监测治理前、后的表面位移、深层水平位移和渗沥液水位,评估滑移治理效果.分析后续填埋作业塘渣反压高度和厚度要求.结果表明：采用塘渣反压后,表面位移速率最大值从130 mm/d降为20 mm/d,填埋堆体单次最大滑移面积从8 994 m²降为1 645 m²,深层最大滑移速率从5.3 mm/d降为0.9 mm/d.分析表明,在实施塘渣反压措施后,堆体现状局部稳定安全系数从1.129提高到1.614.当后续堆体继续堆高时,建议最小反压体高度应高于潜在滑移面的坡脚,最小反压体厚度应保证堆体稳定安全,反压体高度和厚度的最终取值应根据堆体的稳定性和反压工程的经济性进行优化.     

pH对厌氧-限氧SBR同步脱氮除磷效果及N2O释放的影响

为研究pH对厌氧-限氧SBR同步脱氮除磷效果以及对N_2O释放的影响,接种亚硝化活性污泥,以含乙酸钠、氨氮、磷酸盐的人工配水为基质,通过逐步提高进水COD,在厌氧-限氧(DO 0.3~0.8 mg/L)SBR中成功实现了同步脱氮除磷(SNDPR).反应器稳定期间氮、磷的去除率分别达(76.1±5)%、(98.4±1)%.采用批式实验研究了不同进水pH(6.0、7.0、8.0、9.0)对脱氮除磷效果及N_2O释放的影响.结果表明,pH为9.0时除磷效果最好,除磷率达87.7%,其次为pH为6.0时,除磷率达84.0%;随着pH降低,氨氧化速率呈升高趋势,pH为6.0时单位MLSS氨氧化速率和脱氮率最大,二者分别为3.7 mg/(L·h·g)和83.9%;N_2O释放量随pH的升高而减小,pH为6.0时的释放量是9.0时的3.5倍.综上,pH为6.0时,能获得较高的脱氮除磷效率,但同时会增加N_2O的释放量.     

超高温堆肥过程中微生物群落及其理化性质研究

为了研究微生物在超高温堆肥过程中的变化及其对堆肥的影响,利用聚合酶链式反应 - 变性梯度凝胶电泳(polymerase chain reaction - denaturing gradient gel electrophoresis, PCR - DGGE)技术分析了超高温堆肥畜禽粪便中微生物的组成结构,并检测了其理化性质(温度、含水率、碳氮比(C/N)和pH)随时间的变化情况.研究结果表明:不同堆肥阶段其主要含有的微生物不同,其中优势菌门为Firmicutes; 在超高温堆肥过程中,温度、含水率和C/N随堆肥时间总体呈逐渐下降趋势,而pH随堆肥时间总体变化趋势不大且pH值大于8; 腐熟35 d后发酵基质趋于稳定.该研究结果可为超高温堆肥畜禽粪便发酵菌种的筛选和功能菌剂的制备提供理论基础.     

生活垃圾接种堆肥中试研究

利用高温好氧菌群对生活垃圾进行人工接种堆肥实验,通过测定堆肥过程中温度、C／N比、总菌数等,较系统地研究了高温好氧菌群在生活垃圾堆肥中试系统中的作用．初始有机物含量53％,含水率为57．6％,C／N比为29;供气量控制在0．05m^3／min*m^3,处理1、处理2、处理3组堆料中分别接种1％、3％、5％(质量分数)的高温好氧菌群,与加入3％灭活菌的对照组进行对比实验．实验结果表明,接种高温好氧菌群可使前发酵堆肥高温时间提前,高温持续时间加长,从而加快了堆肥过程中有机质降解,缩短堆肥时间．     

粉末活性炭固定高效菌降解焦化废水的中试研究

为了探索高效菌应用于工程中降解高浓度焦化废水的有效方法,投加HENGJIE高效混合菌制剂和作为载体的粉末活性炭于O1AO2工艺中,进行中试试验.试验结果表明:此方法可以很好地固定高效菌,对未经稀释的高浓度焦化废水进行直接处理.在水里停留时间为84h,进水COD浓度平均值为5435.7mg/L时,出水COD浓度为369.3mg/L,COD去除率为93.17%;进水NH3-N浓度平均值为67.80mg/L,出水NH3-N浓度为1.04mg/L,NH3-N去除率为98.18%.色度为100~200倍.除COD与色度外,其他检测项目均可达到一级排放标准.菌剂一次投加,投菌量小,操作简单,适合工程应用.     

好氧堆肥化中堆体理论供氧模式

生活垃圾与粪便好氧堆肥过程中,满足微生物对氧的需求是必要的,因此,供氧量和供氧模式的研究具有重要的意义.通过分析堆肥体系的热力学性质,建立堆体的热平衡方程,得出1 m3好氧堆体理论供气量为0.166 m3/m in.同时,在外界供氧和微生物耗氧的基础上,建立系统动态供氧的理论模型,得出理论供氧方程和耗氧方程.并通过这两个方程建立好氧堆体的理论供氧模式,即连续供气14 m in后停止供气11 m in.最后通过1 m3堆体在不同供氧方式下,温度变化的实验结果,证明理论供氧模式的合理性.     

海水盐度对A/O生物系统处理效果的影响

试验采用A/O工艺,在进水COD为500-600 mg/L,NH3-N为80-90 mg/L,pH7.0-8.0,溶解氧为2-3 mg/L,温度为18-25℃的条件下,分别研究了不同海水盐度（10%,30%,50%,70%海水比例）对有机物及NH3-N去除效果的影响,对系统短程硝化的影响,以及对活性污泥结构与沉降性能的影响.结果表明：海水盐度在30%范围内,经驯化稳定后,系统对COD和NH3-N的去除率均可达到90%左右,NH3-N去除率受盐度影响程度相对更小;控制海水盐度在30%以上,系统可实现短程硝化;海水盐度为50%时,亚硝化率可达到97%,且较为稳定;随海水盐度的增加,污泥絮凝体由开放、疏松变得封闭、紧密,SVI不断下降.     

乙醇好氧颗粒污泥培养及其基质降解动力学

采用乙醇模拟废水在体外曝气循环式SBR内培养好氧颗粒污泥以研究其特性及其表观基质降解动力学.反应器启动后第8d,系统内观察到平均粒径约为0.3mm的初始颗粒污泥,随着有机负荷逐步提高到4.0gCOD/(L.d),好氧颗粒污泥逐渐成熟,其粒径范围为0.7~1.6mm,沉降速率为16.9~32.4m/h.成熟好氧颗粒污泥的比耗氧速率(SOUR)达到了31.24mgO2/(gMLSS.h),是活性污泥的1.5倍.此外,动力学模拟结果表明,相应的最大表观降解速率k和表观半速率常数Ks分别为5.91d-1和1 990.15mg/L.     

大黄素／Mg-Zn-Al-LDHs纳米杂化物的制备及缓释性能研究

为克服大黄素循环周期短、毒副作用大等缺点,本研究以Mg-Zn-Al型层状双金属氢氧化物(Mg-Zn-Al-LDHs)为前驱体, 采用二次组装法将大黄素分子成功插入到Mg-Zn-Al-LDHs层间, 并探讨了反应温度和原料配比等因素对该纳米杂化物载药量的影响。 XRD结果显示, 随样品载药量增加,Mg-Zn-Al-LDHs粒子层间距由0.48nm增大到3-42nm。分别在pH4.8和pH7.5的缓冲溶液中测定了大黄素／LDHs的缓释性能,结果表明大黄素／LDHs的药品释放速率明显低于二者的物理混合物中的药品释放速率。本研究还探讨了大黄素／LDHs的释放机理,实验数据表明:在pH7.5时, 大黄素的释放行为受扩散过程控制;在pH4.8时,层间药物主要通过载体的溶解释放出来。     

竹醋酸在猪粪堆肥中的保氮作用

畜牧业发展带来的环境问题越来越引起社会的关注,堆肥作为传统的工艺被广泛的用来处理畜牧业废弃物,而在传统的堆肥过程中氮素的损失比较严重,因而在堆肥中要尽可能的保存氮素,提高堆肥的质量,增加农用价值。本实验以稻草秸杆、锯末和猪粪为原料,以竹醋酸为添加剂进行静态好氧堆肥实验,分析堆肥过程中总氮、有机氮、氨氮和硝氮等的变化情况,比较不同浓度的竹醋酸对堆肥过程中减少氮损失的作用.对腐熟后堆肥的分析表明,适宜的竹醋酸浓度可以促进微生物的活性;跟空白堆体相比,堆肥物料在1∶2000、1∶1500和1∶1000浓度的竹醋酸作用下,氮素损失分别减少12.5%、10.1%和11.9%,说明其具有一定的保氮作用.     

生物膜同步硝化反硝化脱氮过程中N2O的产生量及机理分析

为了考察生物膜同步硝化反硝化脱氮过程中氧化亚氮(N2O)的释放量,以碳纤维为填料,采用SBR反应器研究了实际生活污水生物膜同步硝化反硝化过程中N2O释放量并对其产生机理进行了分析.在低溶解氧水平(0.2～1.5 mg/L)下系统同步硝化反硝化率维持在79%以上.在4个溶解氧水平0.2、0.4、1.0、1.5 mg/L下,每去除1 g氨氮N2O释放量分别为0.005、0.025、0.021、0.025 g,远低于短程硝化反硝化系统N2O释放量.1个反应周期内,N2O释放量随NH4+-N氧化而增加,NH4+-N氧化结束后,N2O释放量急剧减少.在曝气状态下,N2O释放速率与ρ(COD)呈现了较好的相关性.分析发现,生物膜同步硝化反硝化系统中N2O主要是由异养硝化和好氧反硝化产生.     

水渣滤料-曝气生物滤池去除生活污水中污染物的效能研究

为解决水渣对环境的污染及综合利用的问题,以水渣为主要原料,添加黏结剂和成孔剂,经混合、成球、养护制成免烧型水渣滤料.在直径为150 mm,滤料层高为1 500 mm的水渣滤料曝气生物滤池(WBAF)中处理生活污水.结果表明,在温度为20～27℃,pH为7.0～8.0,气水比为5∶1,进水ρCODcr=167.58 mg/L、浊度=34.60 NTU、ρ(NH 4+-N)=36.45 mg/L时,相应的出水指标为ρCODcr=37.73 mg/L、浊度=7.57 NTU、ρ(NH 4+-N)=5.39 mg/L,符合国家污水综合排放标准(GB8978—1996)一级标准.氨氮去除效果明显是因为水渣滤料能溶出碱性物质,为硝化反应提供了碱度.