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污泥好氧堆肥中反硝化作用与腐植酸组分稳定化关系研究

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环境卫生工程 2021年第3期29卷 95-95页

作者：史明子赵昕宇朱龙吉吴俊秋 Taha Ahmed Mohamed 张旭陈晓蒙赵越魏自民史明子(译) 魏自民(审查) 东北农业大学生命科学学院黑龙江哈尔滨150030 中国环境科学研究院环境标准与风险评估国家重点实验室北京100012 农业研究中心土壤、水与环境研究所埃及吉萨东北农业大学

1研究亮点*反硝化作用的增强降低了好氧污泥堆肥中腐植酸组分含量;*反硝化作用的增强刺激了反硝化功能基因丰度;*反硝化芳香族化合物降解微生物是反硝化功能基因的宿主微生物,是影响腐植酸组分的主要因素。2背景腐植酸是堆肥过程中微生... 详细信息

1研究亮点*反硝化作用的增强降低了好氧污泥堆肥中腐植酸组分含量;*反硝化作用的增强刺激了反硝化功能基因丰度;*反硝化芳香族化合物降解微生物是反硝化功能基因的宿主微生物,是影响腐植酸组分的主要因素。2背景腐植酸是堆肥过程中微生物降解有机物转化形成的一种高分子量芳香族化合物,其形成数量、芳构化程度与堆肥稳定性、腐熟程度及产品品质密切相关。

关键词：污泥好氧堆肥反硝化作用腐植酸芳香族化合物降解微生物反硝化功能基因

污泥好氧堆肥过程硫氧化菌利用NO3-控制H2S释放的效能研究

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污泥好氧堆肥过程硫氧化菌利用NO3-控制H2S释放的效能研究

作者：彭建邦哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

我国污水处理厂污泥整体产量逐年增长,好氧堆肥作为污泥处理中成本较低、操作运行方便的处置技术被广泛关注研究。但堆肥过程产生的臭气易造成严重的空气污染,极大限制了该技术的推广应用价值。研究表明,污泥好氧堆肥臭气的主要组成有NH... 详细信息

我国污水处理厂污泥整体产量逐年增长,好氧堆肥作为污泥处理中成本较低、操作运行方便的处置技术被广泛关注研究。但堆肥过程产生的臭气易造成严重的空气污染,极大限制了该技术的推广应用价值。研究表明,污泥好氧堆肥臭气的主要组成有NH和HS。目前针对好氧堆肥中NH和HS臭气的防控技术存在异位控制降低堆肥成品使用价值、处理成本高等缺陷。倘若能够在污泥好氧堆肥过程中,以硝化菌产生的NO为电子受体,利用硫氧化菌氧化S,在原位达到利用生物菌剂控制NH和HS释放的效果,则具有良好应用前景。目前针对硫氧化菌利用NO氧化S的研究多在水相体系中开展,在固相污泥体系的研究较少,且固相可能存在因离子产生位置不同而无法参与反应的问题。本研究通过在堆肥起始阶段加入一定量的硫氧化菌,并加入硝酸盐模拟硝化菌产生NO的过程,旨在研究构建不同投加量的硫氧化菌和NO共存体系探究硫氧化菌利用NO控制HS释放的可行性以及较优的HS去除率。通过试验研究表明:硫氧化菌能够利用NO实现对HS的控制,且投加体积质量比为5%的对数期硫氧化菌菌剂以及300mg/kg硝酸盐能够达到较为明显的堆肥HS去除效果,去除率达27.18%-42.83%。当堆体氧气浓度较低时,HS去除效率高,但释放量大;当堆体氧气浓度较高时情况正好相反。HS的可能控制途径主要有两条:一是硫氧化菌消耗NO等电子受体氧化堆体中的S为NH,二是提高堆肥过程中的p H值,抑制S向HS的转变。其中起主要作用的可能是第一条途径。此外,通过对不同空间位置硫氧化菌效能的研究,发现在硫氧化菌在堆体中下层的硫氧化作用较强,在堆肥高温期结束阶段SO积累量比上层高2500mg/kg DS,占上层SO含量的13.9%。在此基础上通过研究不同粒径大小球形堆体内外层的硫氧化作用,发现在有氧条件下,硫氧化菌主要在颗粒径向氧浓度较高的区域发生硫氧化作用;当在缺氧条件下,硫氧化菌主要在污泥颗粒内部消耗NO氧化S,且污泥粒径越小,氧化效果越好。

关键词：污泥好氧堆肥硫氧化菌硝酸盐 H2S 效能研究

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不同填充料污泥好氧堆肥的性质变化及腐熟度

环境科学 2001年第3期22卷 60-65页

作者：李承强魏源送樊耀波王敏健中国科学院生态环境研究中心环境水化学国家重点实验室北京100085

对脱水污泥与 4种填充料进行了好氧堆肥试验 ,温度、含水率、有机质、pH和电导率等参数的监测表明堆肥过程能顺利进行 .通过研究化学指标水溶性有机碳、NO 3 N、NH+4 N及生物学指标Cress发芽指数GI(Germina tionIndex)随时间的变化规... 详细信息

对脱水污泥与 4种填充料进行了好氧堆肥试验 ,温度、含水率、有机质、pH和电导率等参数的监测表明堆肥过程能顺利进行 .通过研究化学指标水溶性有机碳、NO 3 N、NH+4 N及生物学指标Cress发芽指数GI(Germina tionIndex)随时间的变化规律 ,发现NH+4 N是影响生物学参数Cress发芽结果的重要因素 ,其含量变化与GI间具有较好的相关关系 .本文提出NH+4 N作为本堆肥工艺的腐熟度评价指标 ,腐熟堆肥的NH+4 -N含量范围为 0 5～ 1 4mg g ,其变化与初始堆料有关 .

关键词：堆肥化腐熟度污泥处置填充料污泥好氧堆肥

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外接菌种对城市污泥好氧堆肥的影响研究

外接菌种对城市污泥好氧堆肥的影响研究

作者：杨萍萍华南理工大学

学位级别：硕士

随着我国污水处理能力及处理率的不断提高,剩余污泥的产量也随之逐年增加。污泥含水量高、成分复杂。大量的剩余污泥如果得不到合理的处理和处置,必然会引起环境二次污染。堆肥因对环境危害小,又符合可持续发展战略,是实现污泥资源化的... 详细信息

随着我国污水处理能力及处理率的不断提高,剩余污泥的产量也随之逐年增加。污泥含水量高、成分复杂。大量的剩余污泥如果得不到合理的处理和处置,必然会引起环境二次污染。堆肥因对环境危害小,又符合可持续发展战略,是实现污泥资源化的有效途径。本论文以污泥、锯末、蘑菇渣为堆肥原料,通过对堆体中温度、pH、有机质、水溶性有机碳、含水率、总氮、NH-N、NO-N、总磷、总钾和种子发芽率等指标的测定,分析调理剂添加比例对堆肥效果的影响,确定合理的物料配比。按较优物料配比进行堆肥,并在堆肥过程中分阶段添加高温菌和白腐真菌,利用高通量测序技术,研究污泥堆肥过程中细菌群落结构变化及外接菌种对细菌群落的影响。利用BCR提取法分析外接菌种对堆肥过程重金属转化的影响。并对污泥和污泥堆肥产品中重金属进行污染水平、潜在生态风险和健康风险评价。本文主要研究成果包括以下:(1)当污泥、锯末、蘑菇渣分别按质量比10:2:1、10:3:1、10:3.5:1进行堆肥时,3个堆体均满足无害化要求。质量比为10:2:1的堆体升温速率最快,温度最高,最高温度达68.10℃。堆肥结束后,与其它两个堆体相比,质量比为10:2:1堆体的含水率和有机质含量降低的最多,其堆体中N、P、K的含量也最高。说明适量地增加污泥的添加比例有利于堆肥的进行,提高堆肥质量,同时可以处理更多的污泥,减少调理剂的投加量,降低污泥的处理成本。(2)当污泥、锯末、蘑菇渣按质量比10:2:1进行堆肥时,与不接菌相比,外接菌种可以提高堆体温度,延长高温持续时间,降低氮损失,加快堆体腐熟脱毒。在整个堆肥过程中,细菌群落结构发生了较大的演变,同一堆肥的不同阶段的细菌群落结构相似性较低,同一时期不同堆肥的细菌群落结构相似性较高。外接菌种提高了堆体中细菌群落的丰富度,增加了高温期优势菌的所占比例,但未改变优势菌的种类。典型对应分析(CCA)表明pH对细菌群落结构的影响最大,温度主要与9个菌属呈正相关关系。(3)当污泥、锯末、蘑菇渣按质量比10:2:1进行堆肥时,污泥、不接菌和接菌堆体中重金属浓度从高到低为Zn>Cu>Cr>Pb>Ni>Cd,6种重金属在污泥中的浓度最高。到堆肥结束,与不接菌相比,接菌堆体中Cu的残渣态比例增加的更多,外接菌种加强了Cu的稳定化效果;对于Cr、Ni、Pb、Zn这4种重金属,堆肥不利于它们的稳定,但在堆肥过程添加菌剂利于Cr、Zn的稳定,同时降低了Ni、Pb的残渣态损失比例,使得这4种重金属在接菌堆体中比在不接菌菌体中更稳定。(4)重金属污染评价表明污泥属于轻度污染,堆肥产品属于警戒限等级。重金属潜在生态风险评价表明污泥和堆肥产品均处于低生态风险水平,Cd对重金属综合潜在生态风险的贡献最大,堆肥将Cd的潜在生态风险降低了一个等级。健康风险评价表明污泥中重金属对成人和儿童产生的非致癌综合指数分别为0.22、1.02,对儿童构成潜在的非致癌健康风险。而接菌和不接菌的堆肥产品中重金属对成人和儿童均不存在非致癌风险。堆肥降低了污泥的重金属污染水平、潜在生态风险和健康风险。

关键词：污泥好氧堆肥外源微生物细菌群落重金属健康风险评价

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城镇污水厂剩余污泥好氧堆肥控制技术研究

城镇污水厂剩余污泥好氧堆肥控制技术研究

作者：朱刚吉林建筑大学

学位级别：硕士

随着我国污水处理能力以及污水处理率的不断提高，污水处理厂的污泥产量也随之增长，但是我国城市污水处理厂的污泥处置问题被长期忽视，污泥处置的发展相对滞后。污泥好氧堆肥工艺作为传统的污泥资源化技术在我国北方地区已有应用，但... 详细信息

随着我国污水处理能力以及污水处理率的不断提高，污水处理厂的污泥产量也随之增长，但是我国城市污水处理厂的污泥处置问题被长期忽视，污泥处置的发展相对滞后。污泥好氧堆肥工艺作为传统的污泥资源化技术在我国北方地区已有应用，但是，该技术在运行过程中部分技术路线尚不清楚，部分运行参数并不明细，导致堆肥效率较低，产品质量不稳定。本文以长春某污水处理厂剩余污泥为研究对象，利用实验室小试实验装置进行了剩余污泥好氧堆肥控制技术研究，考察了外加剂添加比和通风量等两种主要控制因素对堆肥效果的影响，确定了相关参数。在1.2m3/h·t和2.4m3/h·t两种通风量下，外加剂与污泥分别按2:1和3:1两种体积比进行堆肥试验，运行2个周期，每个周期54天，堆肥期间采用连续通风的方式，并定期的进行人工翻搅，以稻壳为调理剂，秸秆为膨胀剂。剩余污泥初始含水率为65%～70%左右，有机质为50%～55%左右，经过1个周期的堆肥试验，含水率下降到35%左右，有机质下降到30%以下，堆肥产品达到腐熟要求。堆肥初期，堆体可顺利升温并维持一段时间，堆肥过程中，堆体温度受外界环境温度影响较大。未经处理的污泥中磷的含量较低，偏弱碱性，通过污泥好氧堆肥处理后，磷的含量明显增加，由初始的1000mg/kg上升到8000mg/kg左右，pH由7.8降低到6.0左右，达到了《城镇污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质》(GB/T23486-2009)规定要求。以菊花种子作指示植物，经观察发现，菊花种子发芽率由初始的45%左右上升到75%以上，在堆肥过程中，GI值呈直线上升趋势，经堆肥处理后的污泥对农作物几乎没有抑制作用，毒性基本消除，污泥已经腐熟。

关键词：污泥好氧堆肥外加剂通风腐熟

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通气静态仓式污泥好氧堆肥的中试研究

环境工程 2001年第1期19卷 41-43页

作者：李承强魏源送樊耀波王敏健贾智萍中国科学院生态环境研究中心环境水化学国家重点实验室北京100085

将污泥、回流堆肥和木片按体积比为 1∶1∶1和 1∶1∶1 6的比例混合 ,采用通气静态仓进行高温好氧堆肥 ,在堆体温度顺利上升至 5 5℃ ,并保持 3d以上的条件下 ,堆肥产品的卫生学指标符合国家标准。堆肥过程中的含水率和有机质VS含量显... 详细信息

将污泥、回流堆肥和木片按体积比为 1∶1∶1和 1∶1∶1 6的比例混合 ,采用通气静态仓进行高温好氧堆肥 ,在堆体温度顺利上升至 5 5℃ ,并保持 3d以上的条件下 ,堆肥产品的卫生学指标符合国家标准。堆肥过程中的含水率和有机质VS含量显著减少 ,至堆肥结束时分别为 2 1 1%、43 3%和 32 4%、2 9 8% ;而NO-3 含量明显提高 ,分别从初始时的 32 1mg/kg和 345mg/kg提高到46 5 8mg/kg和3 6 87mg/kg ,可作为本系统污泥堆肥腐熟的一个标志。

关键词：回流堆肥堆肥化污水处理通气静态仓式污泥好氧堆肥中试

污泥堆肥去除苯并[a]芘及堆肥产品对铅污染土壤修复的影响

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污泥堆肥去除苯并[a]芘及堆肥产品对铅污染土壤修复的影响

作者：刘皓华南理工大学

学位级别：硕士

随着我国城市化进程的推进,污水的处理量不断攀升,剩余污泥的年产量也逐渐增加。污泥成分复杂、含水率高,且不同来源的污泥中有毒有害物质的含量存在较大差异。如果污泥得不到妥善的处理和处置,必定会造成环境的二次污染。堆肥是可以实... 详细信息

随着我国城市化进程的推进,污水的处理量不断攀升,剩余污泥的年产量也逐渐增加。污泥成分复杂、含水率高,且不同来源的污泥中有毒有害物质的含量存在较大差异。如果污泥得不到妥善的处理和处置,必定会造成环境的二次污染。堆肥是可以实现污泥资源化的有效手段之一,且堆肥过程可以去除多种有毒有害物质,具有符合可持续发展要求、对环境危害小等优点。本文选取污泥本身含有的苯并[α]芘(BaP)为代表,模拟含不同浓度BaP的污泥与锯末、蘑菇渣以质量比为10:2:1混合进行堆肥实验,测定堆体的温度、pH、电导率、有机质、含水率和种子发芽指数等指标,分析不同浓度BaP对堆肥效果的影响;测定堆体中BaP的残留量,分析堆肥过程对不同浓度BaP的去除效果;利用电热板酸消解法和BCR提取法分析不同浓度BaP对重金属总量和形态转变的影响;利用高通量测序技术,研究堆肥过程中不同浓度BaP对堆体中微生物群落结构变化的影响;将堆肥后的污泥制备成堆肥产品,单独或联合藨草应用于Pb污染土壤,分析堆肥产品应用的环境效益以及修复效果,并研究堆肥产品对土壤酶活性和微生物群落结构变化的影响。本文的主要研究结果如下:(1)BaP会对堆肥堆体的温度、含水率和种子发芽指数造成一定影响,间接影响堆体中微生物活性、有机质降解速率,以及堆肥腐熟所需的时间。(2)堆肥对污泥中Cu、Pb、Cr和Ni的钝化效果显著,但BaP会影响堆肥前期硅酸盐和矿物质的分解速率,影响堆肥腐殖质的生成,最终影响重金属的钝化。(3)BaP会对堆肥过程中微生物群落的丰度、结构和组成造成影响。相同的堆体中,BaP浓度越高,堆肥每个阶段中微生物群落结构的相似性越高;不同堆体相同阶段之间,微生物群落结构的差异很大。(4)堆肥产品应用于Pb污染土壤可以明显提高土壤肥力和微生物活性,且不会造成二次污染。堆肥产品单独应用时,有利于土壤Pb的钝化,大大降低其生物有效性和迁移性;堆肥产品与藨草联合应用时,有利于土壤Pb的活化,促进藨草对Pb吸收和富集。

关键词：污泥好氧堆肥苯并[α]芘重金属微生物群落堆肥产品

污泥基活性炭的制备及吸附甲硫醚和二甲二硫醚的性能研究

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污泥基活性炭的制备及吸附甲硫醚和二甲二硫醚的性能研究

作者：李文文北京林业大学

学位级别：硕士

好氧堆肥是处理污泥的有效方法,可实现污泥资源化利用,但在这个过程中会产生甲硫醚(DMS)和二甲二硫醚(DMDS)等恶臭气体,对环境造成不良影响,限制了该技术的推广使用。本论文据此研究采用污泥基活性炭处理这两种恶臭气体。本文以污泥为... 详细信息

好氧堆肥是处理污泥的有效方法,可实现污泥资源化利用,但在这个过程中会产生甲硫醚(DMS)和二甲二硫醚(DMDS)等恶臭气体,对环境造成不良影响,限制了该技术的推广使用。本论文据此研究采用污泥基活性炭处理这两种恶臭气体。本文以污泥为主要原料,采用化学活化的方法以HNO和KOH作为活化剂成功制备五种污泥基活性炭(SAC,SAC-0～SAC-4),并利用表征手段分析了SAC的物化性质。结果表明,经KOH活化后的SAC-2具有较高的比表面积和发达的孔结构,且含有丰富的表面官能团。采用五种SAC分别对DMS和DMDS进行吸附。结果表明,SAC-2的吸附效果最好,对DMS和DMDS的饱和吸附量分别为53.45和151.28 mg·g。通过影响因素的探究表明,SAC-2对DMS和DMDS的吸附量随着吸附温度升高和进气流量增加而逐渐降低,随着初始浓度的增大而不断增加。同时,SAC-2对DMS和DMDS混合气体同样具有良好的吸附性能。本文测定吸附等温线和动力学用于分析SAC对DMS、DMDS以及混合气体的吸附机理。结果表明,SAC-2对DMS、DMDS及混合气体吸附等温线分别符合Freundlich、BET和Freundlich等温模型,说明这三种过程均为多层吸附,且等量吸附热均小于40k J·mol则为物理吸附,动力学拟合结果进一步证实了该结论。对SAC-2的再生性能研究表明,经四次循环再生后,SAC-2对DMS和DMDS的吸附容量有所下降,但仍有原吸附性能的70%～80%,说明SAC是一种高效的且具有良好重复利用性能的吸附剂。

关键词：污泥好氧堆肥甲硫醚二甲二硫醚污泥基活性炭吸附