通过分层堆肥提高城市污泥堆肥处理效果的研究

在不改变整个堆体中污泥和调理剂配比的情况下,研究了改变强制通风静态垛堆体的上、下层物料配比对城市污泥堆肥处理效果的影响.结果表明,在不改变整个堆体中污泥和调理剂配比的情况下,适当减少堆体下层的污泥比例并同时增加堆体上层的污泥比例,可明显改善堆肥的通风效果、促进堆体内部氧气的扩散、增加堆体的最低氧气浓度、加快堆体下层升温并带动堆体上层升温.当堆体上层的污泥和调理剂比例为1:0.5(体积比)、下层的为0.5:1(体积比)时,堆体的升温效果最为理想.在不改变整个堆体中污泥和调理剂配比的情况下,采用分层堆肥可明显提高堆肥的处理效果和处理速度.     

污泥堆肥过程中氮素损失和氨气释放的动态与调控

通过不同鼓风强度、分层堆肥和添加吸湿剂的自动控制堆肥中试,研究了城市污泥堆肥过程中温度、挥发性固体含量、氮素含量和氨气释放浓度的变化.结果表明,在堆肥升温较快的处理中,挥发性固体的降解速度较快,污泥中的氮素容易向氨氮转化,使释放的氨气浓度升高;增大鼓风强度,有利于促进堆肥的升温和腐熟,加速无害化过程,但释放的氨气浓度较高;在保持整个堆体中污泥比例不变的前提下,分层堆肥可以显著提高堆肥的升温效果并减少氨气的释放.     

超高堆体下堆肥物料的氧气时空变化特征研究

在堆高为4.3 m、分三层进行布气的条件下进行粪渣污泥静态垛堆肥试验,研究了堆肥过程中氧气的时空变化特征.结果表明,堆体的氧气含量和耗氧速率都具有明显的层次效应,耗氧速率总体上呈先增加、后减小的趋势,其最大值出现在升温阶段;随着堆肥的进行,堆体的最低氧气含量呈线性增加,透气性变好;采用分层布气的方式,超高堆体各层的氧气含量通风后都恢复至17%以上,可以维持好氧堆肥的顺利进行.     

好氧生物堆肥中温度、氧气和水分模型的研究进展

研究堆肥过程中温度、氧气浓度和水分含量动态变化的数学模型,对于提高堆肥效率和改进工艺具有重要的指导意义。在模拟堆体温度变化时,大多数研究者未考虑堆体温度的空间差异,进行均匀性假设而建立能量平衡方程,仅有少数模型描述了堆体内的传热过程。温度模型对温度—时间曲线的模拟效果与有机质降解模型有关,其中经验模型和一级反应模型的模拟效果较好,Monod模型的模拟效果则较差。氧气模型可分为反应、反应-对流、对流-挥发和反应-对流-扩散等4种模型,现有的氧气模型对氧气浓度—时间曲线的变化趋势预测较好,但对氧气浓度值模拟相对较差。水分模型可分为对流、反应-对流、反应-蒸发和反应-对流-扩散等4种模型,前两种模型对堆肥最终含水率的模拟效果较好,但缺乏过程数据。在总结现有模型的基础上,提出了好氧生物堆肥过程中温度、氧气和水分模型未来的研究方向。     

污水厂自然渗滤消化污泥的蚯蚓堆肥研究

堆肥是实现污泥资源化的有效途径.城市污水厂的剩余污泥经自然渗滤消化后,与芦苇、蚯蚓混合进行堆肥,考察了污泥中氮元素形态的变化特征.堆肥周期为60 d,包括自然腐熟(0～30 d)和好氧腐熟(31～60 d,投加蚯蚓)两个阶段.结果表明,在自然状态下堆肥,堆体高温期持续时间短,氮素损失较少,三个堆体TN含量的降低幅度分别为17.4%、16.0%和16.8%;当堆体温度<32℃后,NH4+-N开始转化为硝态氮,转化率分别为44.4%、41.9%和35.9%.至堆肥结束时,种子发芽指数为(90±3)%,达到了相关堆肥标准的要求.     

贵屿土壤对污泥堆肥去除十溴联苯醚的影响

考察了利用污泥堆肥同时实现污泥资源化、减量化和去除污泥中十溴联苯醚(BDE209)的可行性。以污泥、锯末、蘑菇渣为堆肥原料,通过测定堆体中BDE209浓度、温度、p H值、有机质含量、含水率及种子发芽指数等,比较了有/无添加贵屿土壤的堆肥效果,并分析了添加贵屿土壤对BDE209的去除效果。富集培养两个堆体物料中的微生物,制成相应的BDE209微生物复合菌剂,探讨了微生物是否是堆体降解BDE209的主要原因。结果表明,有/无添加贵屿土壤的堆体可维持55℃以上的时间分别为7和6 d,均达到了堆体物料无害化要求;贵屿土壤的添加促进了堆肥物料的腐熟和BDE209的去除效果,使种子发芽指数从85.2%提高到102.3%,BDE209的残留率从86.2%下降到28.2%,并使BDE209的降解半衰期从203.9 d下降到15.4 d。从添加贵屿土壤堆体中提取的微生物复合菌剂对BDE209的去除率高达53.0%,而从对照堆体中提取的微生物复合菌剂对BDE209的去除率在10%以内,复合菌剂降解半衰期也从49.5 d缩短到4.3 d,表明生物降解可能是污泥好氧堆肥过程中BDE209的主要去除途径。     

污泥堆肥动力学分析及工程启示

主要分析了堆肥体中物料的固、液、气三相及其界面的反应和传质过程,从微观动力学角度进行模拟计算,并分析了堆体内的反应、传质和传热过程,由此揭示污泥堆肥过程的影响因素及相互关系。通过计算分析堆肥过程动力学的控制因素,提出污泥堆肥工程优化的原则。     

不同辅料及配比对生活污泥堆肥效果的影响

采用自然通风、人工翻堆方式将菌菇渣和秸秆等辅料与生活污泥混合进行好氧堆肥,共设置A(污泥∶菌菇渣∶秸秆=1∶0.4∶0.025)、B(污泥∶菌菇渣∶秸秆=1∶0.3∶0.025)、C(污泥∶秸秆=1∶0.12)、D(污泥∶秸秆=1∶0.09)4个处理装置,通过测定堆肥过程中堆体温度、含水率、有机质、p H值、TN、氨氮、硝态氮等指标,考察不同辅料配比对生活污泥堆肥效果的影响。结果表明,4个堆肥处理后的产品腐熟度和重金属含量等指标均符合国家的农用标准,不同辅料及配比对堆肥效果影响明显。堆肥结束时,A、B、C、D堆体的种子发芽率分别为90.8%、87.2%、63.9%、60.4%,氮含量分别降低了15.2%、17.9%、29.2%、27.3%,添加菌菇渣的A、B堆体比仅添加秸秆的C、D堆体的保氮效果要好。     

卧螺旋式好氧堆肥装置的通气量研究

采用自行设计的卧螺旋式污泥好氧堆肥装置,利用间歇式动态工艺对厌氧消化污泥进行了中温堆肥的试验研究,重点考察了通气量对堆肥效果的影响。结果表明,装置的最佳通气量为6.7～8.3m3/(h·t),通气量过大或不足都将减缓堆体的升温速率,降低堆体温度,不利于有机物的去除。     

污泥生物发酵车间加设集气罩对臭气扩散的影响

开放式堆肥带来的臭气逸散是堆肥工程运行中面临的重要环境问题.研究了采用CTB好氧生物堆肥工艺时加设集气罩对车间臭气的收集效果.结果表明,堆体上方加设集气罩后,基本不会造成H's的大量富集,工作人员可进入正常作业.加设集气罩后,在低鼓风频率下,引风量提高可促进集气罩内氛气的外排,但考虑到节约能耗和集气罩内臭气浓度达标,将引风量设置为中档强度.污泥堆肥的堆体上方加设集气革可有效促进臭气的收集与外排.     

污泥堆肥温度对微生物降解有机质的影响

污泥自然通风静态堆肥试验研究表明,堆肥过程中温度的变化引起微生物数量和种群的交替变化,从而影响对有机质的分解。而污泥堆肥过程有机质的降解主要是在中温阶段完成的,其中中,高温菌群起重要的作用。     

堆肥处理对排水污泥中重金属的钝化作用

讨论了城市排水污泥中重金属的含量和形态分布特征，分析了堆肥处理对污泥中重金属结合形态转化的影响。根据不同学者的研究结果，提出堆肥处理可降低污泥中Zn、Cu、Pb、Mn等重金属的活性，并指出堆肥处理是降低污泥在土地利用中重金属污染风险的途径。     

Composting Sewage Sludge: Basic Principles and Opportunities in the UK

The basic principles of composting are applied to the treatment of sewage sludge. Composting systems are reviewed, and it is demonstrated by reference to international experience that composting is a viable method for sludge treatment. Current attitudes and approaches to the composting option in the UK are discussed and opportunities for further development are identified.     

Genotoxic activity of nitroarene-contaminated industrial sludge following large-scale treatment in aerated and non-aerated sacs

An industrial sludge containing a complex mixture of nitroaromatic compounds was treated in industrial large-scale aerobic and anaerobic biodegradation processes, performed in compost sacs. The goal was to study changes in genotoxicity during the two different oxygen regimes using the umuC genotoxicity assay. The composting sac was actively aerated during 3 months and allowed to mature for another 3 months. The anaerobic sac was not aerated for 5 months and aerated during the last month in order to enhance degradation of remaining organic carbon. The sludge was obtained from the wastewater treatment plant at an industrial area in Karlskoga, Sweden. The biodegradation study was performed at a commercial waste treatment plant in Stockholm, according to the company routine procedure when treating household waste in sealed sacs. The material from the non-aerated system showed increased genotoxicity in the acetone-soluble fraction after treatment, as did the water-soluble fraction. The subsequent aeration period did not decrease the toxicity below the genotoxicity limit. The increase in the water-soluble genotoxic compounds may pose an environmental problem during secondary storage or use of sludge treated this way, since leakage of water-dissolved genotoxic compounds may occur. The composting process also generated genotoxicity, but this was restricted to acetone-soluble compounds, while the water-soluble compounds remained low in genotoxicity. The aerated process therefore seems more favorable in term of risk reduction of this industrial sludge, although it is necessary to optimize the aerated process in order to achieve non-toxic levels of potential genotoxic compounds extractable by organic solvents.     

污泥堆肥化对重金属生物可利用性的影响

通过重金属形态分析及在模拟雨水、酸雨淋溶条件下重金属迁移实验和理论分析，研究了堆肥化处理对污泥中重金属生物可利用性的影响。结果表明：堆肥化处理使重金属的不稳定形态含量降低，原污泥在酸雨淋溶下重金属已经迁移到约16厘米深的土柱中，而经过处理后的污泥淋出液中的重金属含量很低，仅有少量污泥中含量较高的元素向土柱深层迁移。迁移量及深度明显低于未处理的原污泥。实验及理论分析均证明了堆肥化处理可以降低污泥中重金属在土壤中的迁移性，使重金属的生物可利用性降低。     

济南市污水处理二厂剩余污泥好氧堆肥实践总结

光大水务济南市污水处理二厂将剩余污泥与稻壳、泥炭、粉煤灰等调理剂在优化配比为39∶11∶26∶24的条件下进行好氧堆肥。经30～35 d堆肥,病原菌得到有效杀灭,有机质腐殖化稳定,各类污染物含量均低于农用污泥中污染物控制标准,符合农用要求。该工程可产有机肥为1.2×104t/a,产品供不应求。实践表明,剩余污泥好氧堆肥具有良好的环境效益、社会效益和经济效益。     

钻孔灌注桩旋挖干取土成孔施工技术

根据不同的地层及地下水位情况,旋挖钻成孔灌注桩可采用干取土成孔和泥浆护壁成孔工艺。干取土成孔工艺不需泥浆护壁,孔壁不产生泥皮,孔底渣土厚度小,利于桩基承载力的发挥。同时,施丁效率高,无泥浆排放,对环境污染小,尤其适合于城市建设基础的施工。     

城市污泥堆肥处理及其产业化发展中的几个关键问题

污泥堆肥处理后其有机质和N、P等营养元素可被农作物利用,促进作物增产,被认为是适合中国国情的污泥处理与处置方式.但受处理技术水平、人们的认知和可接受程度的限制以及国家政策法规、产品出路等问题的困扰,城市污泥堆肥处理及其产业化过程仍面临诸多不利因素.为从根本上解决城市污泥的处理与处置难题,城市污泥堆肥处理及其产业化过程中存在的问题必须予以解决,以加快其产业化进程.