超嗜热菌对乡村有机固体废弃物发酵过程减量化的影响研究

传统发酵在废弃物资源化处理中已经广泛应用,但是存在发酵周期长、发酵温度低、容量大、水分高、减量化效果不佳等缺陷。采用超高温好氧发酵技术对乡村有机固体废弃物进行处理,将超高温环境下培养出的以芽孢杆菌(Bacillus)为核心的超嗜热菌剂添加到有机固体废弃物中,采用高通量测序技术,对堆体不同阶段的微生物种群进行分析,同时,对堆体温度、含水率、碳氮比(C/N,质量比)、pH、种子发芽指数(GI)和电导率(EC)等指标进行分析。结果表明:堆体的最高温度为86℃,以80℃为节点,发酵超高温期占比达到2/3,含水率从44.57%下降到29.09%,总减重率和总减容率分别为85.50%、50.51%,发酵结束时C/N、pH分别为15.56、7.55,发酵结束时物料的GI和EC分别为110.24%和3.72 mS/cm,发酵过程中芽孢杆菌目(Bacillales)和放线菌目(Actinomycetales)是达到堆体减量化效果的主要菌目。综上所述,超嗜热菌对好氧堆肥有一定的促进作用,是乡村固体废弃物减量化处理较为理想的发酵菌剂。

有机固废好氧发酵堆肥技术研究进展

我国的有机固废好氧发酵堆肥技术相对较为成熟,但现有技术成本较高、工艺及设备较复杂、评价手段单一,目前仍是我国有机固废资源化利用的主要途径。系统总结了有机固废好氧发酵堆肥技术优势,综述了传统堆肥工艺、机械化堆肥工艺和反应器堆肥工艺进展,着重介绍了在减污固碳方面不同堆肥工艺的特性,并对其发展趋势进行了展望。

有机废弃物好氧发酵反应器的开发和应用进展

好氧发酵是有机废弃物资源化利用的主要途径。在我国,大规模好氧发酵处理工程正在快速发展。一体化好氧发酵设备适用于中小型规模养殖场粪污处理利用,不仅可以提高堆肥产品质量,还可以解决建设用地限制、降低建设成本,对于促进我国畜禽养殖废弃物资源化利用具有重要意义。通过对国内外立式、卧式和新型好氧发酵设备及翻抛、曝气、控制等关键部件的研究发展现状进行综述,提出好氧发酵设备目前研究进展及存在问题,并提出研究重点。

畜禽养殖废弃物生产有机肥发酵技术及设备研究现状

随着畜牧业快速发展,畜禽养殖废弃物急需无害化处理。针对养殖粪污能源化处理方式、养殖粪污制取有机肥生产工艺、生产有机肥发酵技术,以及发酵设备分类、组成和工作原理,总结了有机肥生产技术与设备优缺点及研究现状,对有机肥设备发展方向进行了展望。

厨余垃圾好氧发酵就地处理技术研究

针对厨余垃圾存在就地处理困难,去除效果欠佳的难题,开发厨余垃圾好氧发酵新技术,以期实现有机垃圾的资源化处理。通过试验分别研究了含水率、碳氮比、通风量、温度和pH值等参数对工艺的影响,后期结合DOE全因子试验分析,结果表明,在进料含水率50%~60%、碳氮比近30、好氧通风量为0.35 m^(3)/min.m^(3)的条件下,反应器内高效发酵温度可达45℃~60℃,反应器内pH值维持在6.0~8.0之间,实现厨余垃圾快速降解,有机质去除率达到90%以上;并利用污水处理系统、废气处理系统对降解产物实现就地无害化处理。

一种静态发酵堆肥箱的研制

为解决中小型养殖场以及村镇的有机废弃物,实现有机废弃物就近收集、储存、初级无害化、减量化、资源化处理的目的,设计一种静态发酵堆肥箱。该静态发酵堆肥箱由e-PTFE分子膜进料门、固液耦合发酵系统、喷淋回流循环系统、微压鼓风系统、吊装勾环系统、控制系统等组成,其中,固液耦合发酵系统与喷淋回流循环系统保证发酵仓内的有机废弃物在合适水分条件下发酵,并让大部分渗滤液与菌剂混合喷淋回发酵仓,经发酵转化为液体肥料;微压鼓风系统保证微生物有足够的氧气进行好氧发酵将有机废弃物转化成固体有机肥料;通过对固液耦合发酵系统的支撑底板以及吊装勾环系统2个关键部件进行受力分析,验证了其可靠性以及安全性;通过堆肥发酵试验,验证了发酵物料堆体温度和水分均符合好氧堆肥发酵相关技术规范。

农村有机生活垃圾和秸秆快速好氧发酵技术参数研究

近年来,中国农村有机生活垃圾和农作物秸秆废弃资源引发的环境问题日益严重,在现有农业废弃物资源化利用技术中,好氧发酵堆肥技术由于运行成本低、操作简便成为农村有机生活垃圾和秸秆的首选处理技术。该文通过正交试验方法分析通风量、含水率和碳氮比3因素对快速好氧发酵效果的影响。结果表明:通风量是首要影响因素,其次是含水率和碳氮比;适宜的通风量参数为0.148～0.173m3/d,含水率为60%,C/N为25︰1。本研究将为开展北方寒冷地区冬季好氧发酵设施增温保温技术研究提供理论依据。

城乡混合有机垃圾快速稳定化及资源化利用技术的研究构想与前景展望

城乡混合有机垃圾包括易腐垃圾及部分农业废弃物,其产量大、成分复杂、含水率及养分含量高。目前,好氧发酵已成为其资源化处理处置关键技术之一,但因转化效率低、副产物风险不明等原因限制了其在中国的应用。因此,针对中国有机垃圾好氧发酵瓶颈问题,通过对中国城乡混合有机垃圾资源化利用技术进行对比分析,明确好氧发酵处理有机固体废弃物的优势,并深入解析好氧发酵过程中有机质转化方式,揭示好氧发酵处理有机垃圾面对的主要问题。在此基础上,进一步明确影响好氧发酵产物高效稳定化及资源化利用的主要影响因素。针对上述问题,提出城乡混合有机垃圾快速稳定化及资源化利用技术研究构想,即好氧发酵工艺过程中,解析城乡混合有机垃圾好氧发酵微生物代谢网络定向转化的调控原理;研发智屏显示—在线监测—反馈调控等智能一体式快速稳定化技术装备;攻克生物强化水解—微生物碳泵定向转化—功能材料钝化固碳微生物细胞微工厂定向腐殖化、副产物风险评估—原位阻控—再循环利用等增质控污技术,构建资源化产物深加工—分质评估—属性互补等末端对“征”利用技术。集成快速稳定化与资源化利用技术装备模块体系,针对技术模块的互补性、资源可持续利用性特征,建立与区域匹配的对“征”示范工程,形成商业化推广模式。这种围绕有机垃圾好氧发酵原位削减、过程增质控污、末端资源化利用的国家科技重大需求,开展相关研发与工程示范,旨在为中国城乡混合有机垃圾资源化处理提供技术支撑。

消化厚层通气法提高生活垃圾肥料菌体有机氮含量的研究

先通过厌氧消化阶段自然发酵产生的高温杀灭生活垃圾中有害病原微生物;再通过厚层通气发酵阶段黑曲霉的糖化作用和酵母菌生产菌体的增殖,把无机氮转化成酵母菌体有机氮,使产品增加了1.66%的酵母菌体有机氮.

有机肥发酵方式及设备使用现状浅析

随着我国牛羊养殖数量日益增多,牛羊粪发酵生产有机肥工艺和装备方面进展较快,但很多设备存在与养殖规模不匹配,与发酵工艺不配套等问题,导致发酵周期长、效率低、产品质量差等问题。因此,本文介绍了几种不同发酵方式及特点,以及现有有机肥发酵设备类型及其特点,指出了翻抛机未来的发展趋势,为不同养殖规模和生产条件的养殖场科学的选择有机肥发酵设备及工艺提供理论和科学依据。

工厂化有机肥发酵过程智能控制系统

对有机物料工厂化生产有机肥的发酵过程进行了分析 ,讨论了影响发酵过程的影响因素 ,提出了能控制发酵物理参数的控制系统 ,系统温度控制采用单神经元的PID控制 。

超高温好氧发酵技术:堆肥快速腐熟与污染控制机制

高温好氧发酵(堆肥化)技术是实现有机固体废物处理与资源化利用的重要手段。长期以来,发酵温度低、腐熟周期长、无害化不彻底等缺点严重制约传统堆肥工艺广泛应用。超高温堆肥(或称超高温好氧发酵)作为一种新颖的好氧发酵技术,已在工程实践中被证明能够克服传统高温堆肥的诸多缺点;该工艺利用外源添加的超高温好氧发酵菌剂,使堆体温度迅速上升至80℃以上,并能持续5~7 d,在促进堆肥快速腐熟和污染控制等方面展现出优越的技术性能。本文综述了超高温堆肥技术发展历程、核心技术特征以及在堆肥腐熟过程和二次污染控制机制等方面的最新研究进展,包括超高温堆肥快速腐殖化、氧化亚氮减排、抗生素抗性基因消减、微塑料降解、重金属钝化等多种污染物去除或控制机制等,以期为有机固体废物超高温堆肥处理与资源化利用工程实践提供科学依据。

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>H2S>NH3>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。

农村生活有机垃圾无害化处理设备研究

从农村生活垃圾处理处置现状出发,结合农村生活垃圾组分、居民认知水平和接受程度,简化农村生活垃圾分类类别,将其分为农村生活有机垃圾(可腐)、可回收垃圾及其他垃圾三类,并给出了分类处理建议。文中就农村生活有机垃圾给出了就地无害化处理解决方案,设计一种自动控制的有机垃圾无害化处理设备,可以完成不同类型有机垃圾的破碎、混合及好氧发酵无害化处理。该机以发酵温度作为控制条件,通过自动控制营造良好的好氧发酵环境,极大的提高了好氧发酵效率,10~12 d即可完成一个运行周期。通过冬、夏两季各10 d的运行试验表明,农村生活有机垃圾在该设备一个运行周期均可完成好氧发酵无害化处理全过程,且发酵温度保持在55℃~65℃的时长均超过8 d,达到农村生活有机垃圾无害化处理要求。

DG/T148-2019《有机废弃物好氧发酵翻堆机》推广鉴定大纲解读

推广鉴定大纲规定了对农机鉴定工作的技术要求,是推广鉴定项目实施的最主要依据,为了加大对推广鉴定大纲的宣传,便于农机生产企业、用户、管理部门和鉴定机构理解与使用,本文对DG/T 148-2019《有机废弃物好氧发酵翻堆机》推广鉴定大纲的主要内容进行了解读。

武汉市某高校餐厨垃圾资源化处理工程实例

武汉市某高校餐厨垃圾处理规模为5 t/d,预处理采用分拣、破碎、脱水、油水分离,主体工艺采用好氧发酵,系统运行中产生的废水采用UASB厌氧反应器及粉末活性炭膜生物反应器组合工艺处理后达标排放;产生的废气采用喷淋塔及等离子体光催化氧化组合工艺处理后达标排放。好氧发酵辅热采用空气能为热源,节能降耗,整体工艺运行稳定,自控程度高,可变废为宝产出有机肥,其品质优于或达到NY/T 525—2021《有机肥料》的要求,有效实现餐厨垃圾的减量化、资源化处理,可为国内高校及单位食堂等餐厨垃圾处理项目提供参考及示范。

有机垃圾机械强化快速好氧发酵工艺参数优化

好氧发酵(堆肥)技术是实现有机固废无害化的重要手段,但传统自然堆肥技术发酵周期长、占地面积大、操作环境差等问题限制了该技术的广泛应用。以研发有机垃圾强化快速好氧发酵工艺为目的,通过筛选环境温度、微生物接种、辅料投加、搅拌通风频率等强化堆肥关键可控因素,系统研究各项参数对有机垃圾好氧发酵过程的影响。研究结果表明,提高环境温度(25℃),合理控制搅拌通风频率(每小时搅拌通风30 min),接种丰甜复合菌种,添加辅料等手段可有效缩短堆肥周期,提高发酵效率。该研究成果对机械强化快速好氧发酵设备的开发具有指导意义。