發(fā)布時(shí)間：2020-07-14 22:15

【摘要】：隨著我國(guó)城鎮(zhèn)污水處理行業(yè)快速發(fā)展,污泥作為城市污水處理廠產(chǎn)生的副產(chǎn)物,其產(chǎn)量也急劇增加。污泥本身含有大量可生物降解的有機(jī)物,未經(jīng)處理隨意排放會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。傳統(tǒng)好氧發(fā)酵工藝是城市污泥無(wú)害化、減量化、資源化處理的有效方法,目前仍然存在發(fā)酵溫度低、周期長(zhǎng)等問(wèn)題從而限制了其廣泛應(yīng)用。為了克服傳統(tǒng)高溫好氧發(fā)酵工藝的缺陷,本課題組前期開(kāi)發(fā)出了一種全新的污泥超高溫好氧發(fā)酵工藝,并建立了污泥處理規(guī)模為600 t/d的產(chǎn)業(yè)化示范工程。本文主要在工廠規(guī)模條件下開(kāi)展了城市污泥超高溫好氧發(fā)酵(HTC)和傳統(tǒng)高溫好氧發(fā)酵(TC)工藝特點(diǎn)的對(duì)比研究,重點(diǎn)分析HTC堆肥過(guò)程、微生物群落結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變化、堆肥中溶解性有機(jī)物(DOM)結(jié)構(gòu)變化等,以期為HTC工藝的推廣提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。分析測(cè)定了 HTC和TC堆肥過(guò)程中溫度、有機(jī)質(zhì)、含水率等14項(xiàng)理化和生化參數(shù),結(jié)果發(fā)現(xiàn)HTC工藝與TC存在顯著差異。HTC能夠快速進(jìn)入≥80 ℃的超高溫階段(第Id升溫至86℃)并持續(xù)9 d,堆體最高溫度可達(dá)93.4℃(第3 d),整個(gè)堆肥過(guò)程中50℃以上的高溫階段持續(xù)了 21 d,明顯促進(jìn)了堆體中有機(jī)質(zhì)降解和堆肥腐熟。當(dāng)堆肥結(jié)束時(shí),HTC中有機(jī)質(zhì)和全氮含量分別減少了 21.2%和11.6%,而TC有機(jī)質(zhì)和全氮含量分別減少了 15.9%和19.5%;HTC堆肥種子發(fā)芽指數(shù)(GI)達(dá)到102.7%(第24 d時(shí)為96.9%),而TC僅僅達(dá)到65.4%,表明HTC工藝能夠顯著提高堆體溫度、加速有機(jī)物降解和促進(jìn)堆肥腐熟,從而明顯縮短堆肥周期,提高堆肥效率。和TC工藝相比,HTC體現(xiàn)出了顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)和廣泛應(yīng)用前景。利用16SrRNA高通量測(cè)序技術(shù)研究了 HTC和TC過(guò)程中微生物群落結(jié)構(gòu)變化情況,并采用典范對(duì)應(yīng)分析(CCA)研究了堆肥過(guò)程中理化參數(shù)與微生物群落結(jié)構(gòu)的相互關(guān)系。微生物群落結(jié)構(gòu)分析結(jié)果表明,HTC過(guò)程展現(xiàn)了與TC截然不同的細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)變化趨勢(shì),特別是在HTC的超高溫和高溫階段,Thermaceae(相對(duì)豐度28.0～53.3%)和Thermoactinomycetaceae(相對(duì)豐度4.0～36.1%)成為了科水平上的優(yōu)勢(shì)細(xì)菌。CCA分析結(jié)果指出HTC超高溫和高溫階段的微生物群落組成與堆體溫度呈現(xiàn)顯著正相關(guān)關(guān)系,表明Thermaceae和Thermoactinomycetaceae等嗜熱微生物是導(dǎo)致HTC出現(xiàn)超高溫并加速有機(jī)質(zhì)降解和促進(jìn)堆肥腐熟的主要原因。GI、pH和NH4+-N等參數(shù)與腐熟堆肥中的優(yōu)勢(shì)微生物群落存在顯著相關(guān)性,這些指標(biāo)都表明HTC工藝可以使污泥堆肥在24 d左右實(shí)現(xiàn)腐熟。采用紫外-可見(jiàn)光譜法(UV-Vis)、傅里葉紅外光譜法(FTIR)和三維熒光光譜法(3D-EEM)等方法研究了 HTC和TC過(guò)程中DOM的結(jié)構(gòu)特征及其變化規(guī)律。與TC相比,HTC過(guò)程中E253/E203、SUVA280和A240～400等6個(gè)UV-Vis光譜指標(biāo)在0～24d變化顯著,表明HTC堆體中DOM的芳香化和堆肥腐殖化程度逐漸增強(qiáng)。當(dāng)堆肥結(jié)束時(shí),FTIR結(jié)果表明堆肥結(jié)束時(shí)HTC堆體中的多糖、脂肪族和酰胺等成分的減少量及芳香結(jié)構(gòu)成分增加量明顯大于TC。3D-EEM光譜結(jié)合積分區(qū)域法(FRI)分析指出,HTC堆體中DOM的類蛋白物質(zhì)在超高溫階段的0～6 d幾乎完全被降解,腐殖酸和富里酸類物質(zhì)在0～24 d大量形成,堆肥在高溫階段達(dá)到完全腐熟。平行因子(FARAFAC)分析進(jìn)一步表明HTC工藝不僅可縮短堆肥周期,而且還可提高堆肥質(zhì)量。上述DOM的光譜學(xué)表征結(jié)果與堆肥過(guò)程中理化參數(shù)、微生物群落組成等分析結(jié)果共同指出,HTC工藝可明顯加快堆肥腐熟進(jìn)程,縮短污泥發(fā)酵周期,在有機(jī)固廢資源化領(lǐng)域具有極大的應(yīng)用潛力。
【學(xué)位授予單位】：福建農(nóng)林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：X703
【圖文】：

熟度評(píng)價(jià)逡逑熟度用于評(píng)價(jià)堆肥化工藝過(guò)程堆肥腐熟的程度，即堆肥中有、腐殖化最后達(dá)到穩(wěn)定的程度［２２］。國(guó)際上公認(rèn)，腐熟度是衡一個(gè)非常重要的參數(shù)。但由于堆肥原料、條件的復(fù)雜性和差腐熟度的方法難以統(tǒng)一，但主要還是利用物理、化學(xué)、生物的方法對(duì)堆肥腐熟度進(jìn)行評(píng)價(jià)。逡逑價(jià)法逡逑價(jià)法是指從溫度［ｎ］、氣味［＂］、色度［１７］等直觀角度來(lái)初步判重從人的感官進(jìn)行判斷，難以定量，具體評(píng)價(jià)指標(biāo)如表１－３表１－３評(píng)價(jià)堆肥腐熟度的物理方法逡逑Ｔａｂｌｅ邋１－３邋Ｔｈｅ邋ｐｈｙｓｉｃａｌ邋ｍｅｔｈｏｄｓ邋ｆｏｒ邋ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ邋ｏｆ邋ｃｏｍｐｏｓｔ邋ｍａｔｕｒｉｔｙ逡逑

Ｆｉｇ．邋２－２邋Ｔｈｅ邋ｃｈａｎｇｅｓ邋ｏｆ邋ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ邋ｄｕｒｉｎｇ邋ｃｏｍｐｏｓｔｉｎｇ邋ｐｒｏｃｅｓｓ逡逑溫度反應(yīng)了堆肥過(guò)程中的微生物活性，也是影響微生物生長(zhǎng)和堆肥過(guò)程最為逡逑重要的參數(shù)。圖２－２顯示了超高溫好氧發(fā)酵處理（ＨＴＣ）、傳統(tǒng)好氧發(fā)酵處理（ＴＣ）逡逑２１逡逑

邐４８逡逑時(shí)間（ｄ）逡逑圖２－２堆肥過(guò)程中溫度變化逡逑Ｆｉｇ．邋２－２邋Ｔｈｅ邋ｃｈａｎｇｅｓ邋ｏｆ邋ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ邋ｄｕｒｉｎｇ邋ｃｏｍｐｏｓｔｉｎｇ邋ｐｒｏｃｅｓｓ逡逑溫度反應(yīng)了堆肥過(guò)程中的微生物活性，也是影響微生物生長(zhǎng)和堆肥過(guò)程最為逡逑重要的參數(shù)。圖２－２顯示了超高溫好氧發(fā)酵處理（ＨＴＣ）、傳統(tǒng)好氧發(fā)酵處理（ＴＣ）逡逑２１逡逑

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 韓華國(guó);杜康;丁佳云;蔡龍飛;;園林廢棄物堆肥應(yīng)用及技術(shù)的研究進(jìn)展[J];山西農(nóng)業(yè)科學(xué);2018年12期

2 唐仕華;;尾菜堆肥處理及對(duì)娃娃菜的產(chǎn)量影響試驗(yàn)[J];農(nóng)業(yè)科技與信息;2017年14期

3 陳巧燕;楊健;王志強(qiáng);張國(guó)貞;;蚯蚓堆肥處理有機(jī)廢棄物的國(guó)外研究進(jìn)展[J];中國(guó)資源綜合利用;2006年12期

4 陳世和;李國(guó)建;邵立明;謝錫坤;;城市生活垃圾快速高溫堆肥二次發(fā)酵工藝[J];上海環(huán)境科學(xué);1987年01期

5 覃家金;結(jié)合當(dāng)?shù)赜梅柿?xí)慣處理沼氣池池渣和衛(wèi)生效果的研究[J];環(huán)境與健康雜志;1988年03期

6 彭定一;邵軍;;城市垃圾的堆肥處理[J];中國(guó)紡織大學(xué)學(xué)報(bào);1989年01期

7 王璐;楊淑芳;林志魁;區(qū)仲甜;;休閑農(nóng)業(yè)園區(qū)排泄物與綠化廢棄物共堆肥效果研究[J];廣東農(nóng)業(yè)科學(xué);2018年01期

8 王友斌,王俊起;美國(guó)蚯蚓堆肥處理生物廢棄物簡(jiǎn)介[J];中國(guó)衛(wèi)生工程學(xué);2002年04期

9 鄭惠麗;帕爾馬;;科學(xué)觀點(diǎn):如何對(duì)農(nóng)場(chǎng)死豬進(jìn)行堆肥處理[J];豬業(yè)科學(xué);2013年10期

10 高定;鄭國(guó)砥;陳同斌;劉斌;岳波;杜偉;;堆肥處理對(duì)排水污泥中重金屬的鈍化作用[J];中國(guó)給水排水;2007年04期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 文斌;傅祥超;范康;劉寧;白林;范成強(qiáng);岳鐵軍;;兔糞堆肥處理技術(shù)簡(jiǎn)介[A];第二屆(2012)中國(guó)兔業(yè)發(fā)展大會(huì)專輯四[C];2012年

2 林可聰;;畜禽糞便資源的高溫堆肥處理[A];第八屆全國(guó)青年土壤暨第三屆全國(guó)青年植物營(yíng)養(yǎng)與肥料科學(xué)工作者學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集[C];2002年

3 陳建軍;陳海燕;湛方棟;秦麗;;城市污泥堆肥處理養(yǎng)分及重金屬變化研究[A];2012年云南農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)協(xié)會(huì)論文集[C];2012年

4 滿達(dá);敖日格樂(lè);斯木吉德;張?zhí)旎?湯靈姿;;牛糞通風(fēng)靜態(tài)堆肥添加抑菌劑對(duì)沙門氏菌的殺滅效果[A];中國(guó)畜牧獸醫(yī)學(xué)會(huì)2014年家畜環(huán)境衛(wèi)生學(xué)分會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2014年

5 唐朱睿;席北斗;何小松;檀文炳;張慧;黃彩紅;;市政污泥堆肥不同階段胡敏酸的結(jié)構(gòu)變化特征[A];2017中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)科學(xué)與技術(shù)年會(huì)論文集（第二卷）[C];2017年

6 李妍;李夢(mèng)陽(yáng);田秀平;吳迪;錢姍;;不同堆高對(duì)冬季園區(qū)秸稈堆肥處理過(guò)程中幾個(gè)參數(shù)的影響[A];2016中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（第三卷）[C];2016年

7 朱兆華;官昭瑛;葉建軍;徐國(guó)鋼;陳曉蓉;;城市林木枯落物和河道底泥不同配比的堆肥效果[A];2017中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)科學(xué)與技術(shù)年會(huì)論文集（第二卷）[C];2017年

8 王合亮;焦洪超;林海;;墊料堆肥處理病死豬尸體效果研究[A];中國(guó)畜牧獸醫(yī)學(xué)會(huì)2014年家畜環(huán)境衛(wèi)生學(xué)分會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2014年

9 ;我國(guó)城市生活垃圾處理行業(yè)2004年發(fā)展報(bào)告[A];中國(guó)環(huán)境產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告[C];2005年

10 韓萌;;生物吸附法處理高含氮污泥堆肥臭氣模擬分析[A];2018第十三屆中國(guó)城鎮(zhèn)水務(wù)發(fā)展國(guó)際研討會(huì)與新技術(shù)設(shè)備博覽會(huì)論文集[C];2018年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前5條

1 李國(guó)江;日本奶牛場(chǎng)的環(huán)保型堆肥處理體系[N];東方城鄉(xiāng)報(bào);2006年

2 梓銘;環(huán)保產(chǎn)業(yè)如何做大[N];人民日?qǐng)?bào);2004年

3 實(shí)習(xí)生 劉可新　記者 程誠(chéng);枯枝落葉化作肥料來(lái)護(hù)花[N];大慶日?qǐng)?bào);2011年

4 湖北日?qǐng)?bào)全媒記者 張陽(yáng)春;每300至500村民配備一名保潔員[N];湖北日?qǐng)?bào);2018年

5 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院 王偉東;秸稈與畜禽糞便堆肥技術(shù)要點(diǎn)[N];北大荒日?qǐng)?bào);2017年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前8條

1 王偉東;木質(zhì)纖維素快速分解菌復(fù)合系及有機(jī)肥微好氧新工藝[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué);2005年

2 李彥明;新型堆肥有機(jī)復(fù)混肥造粒粘結(jié)劑的研制與應(yīng)用[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué);2005年

3 周文兵;鳳眼蓮秸稈堆肥與鉀素回收及其纖維改性材料的特性研究[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2007年

4 汪洋;大慶油田石油污染土壤堆肥修復(fù)及微生物群落結(jié)構(gòu)研究[D];東北農(nóng)業(yè)大學(xué);2017年

5 金誠(chéng);施用污泥堆肥對(duì)黃土性質(zhì)及鎘銅鋅生物有效性的影響研究[D];蘭州大學(xué);2017年

6 李麗君;長(zhǎng)期施用堆肥對(duì)曲周農(nóng)田土壤健康影響[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué);2017年

7 高軼楠;嫁接與基肥對(duì)設(shè)施土壤微生物性狀和黃瓜生長(zhǎng)的影響[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

8 張?jiān)娙A;青霉素菌渣混合市政污泥好氧堆肥工藝效能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 劉馨;檸條堆肥與枯草桿菌對(duì)設(shè)施黃瓜連作障礙土壤的修復(fù)作用及作物響應(yīng)[D];寧夏大學(xué);2018年

2 楚楚;畜禽糞便堆肥對(duì)土壤理化性質(zhì)和生物氣溶膠的影響研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2018年

3 周普雄;超高溫好氧發(fā)酵工藝加速污泥堆肥腐熟過(guò)程研究[D];福建農(nóng)林大學(xué);2018年

4 趙子強(qiáng);超嗜熱菌Thermus thermophilus FAFU013介導(dǎo)鉛成礦及其在污泥堆肥Pb(Ⅱ)鈍化中的應(yīng)用研究[D];福建農(nóng)林大學(xué);2018年

5 盧曉梅;超高溫堆肥微生物群落特征及其消減污泥抗性基因研究[D];福建農(nóng)林大學(xué);2018年

6 覃杏夢(mèng);白腐真菌聯(lián)合稻草秸稈堆肥降解河道底泥中的壬基酚及對(duì)重金屬的鈍化研究[D];湖南大學(xué);2017年

7 賀欣;污泥蚯蚓堆肥對(duì)重金屬穩(wěn)定及四環(huán)素的吸附影響研究[D];湖南大學(xué);2017年

8 武肖媛;復(fù)合微生物菌劑和纖維素酶制劑在牛糞堆肥中應(yīng)用效果研究[D];沈陽(yáng)建筑大學(xué);2015年

9 張曉岸;糞便高溫堆肥中氮素?fù)p失及原位保氮的研究[D];重慶工商大學(xué);2018年

10 田鶴;低溫缺氧環(huán)境下屠宰廢棄物快速堆肥復(fù)合菌劑的制備與應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D];西南科技大學(xué);2018年

本文編號(hào)：2755562