收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

市政污泥超高温好氧堆肥过程中氮素损失机理研究

钟广智  
【摘要】:好氧堆肥是实现污泥资源化利用的有效途径之一。在堆肥过程,氮素损失是降低堆肥产品的价值和限制污泥土地利用的主要原因之一。超高温好氧堆肥(80℃)是一种新型的好氧堆肥技术,具有发酵温度高,堆肥周期短和无害化彻底等优点,目前已逐步在国内外推广应用。现有研究表明,超高温好氧堆肥能够有效减少氮素损失,但对其控制氮素损失的机制尚不明确,急需深入探讨。因此,本研究基于半封闭式好氧堆肥装置开展超高温好氧堆肥(HTC)和高温好氧堆肥(TC)的氮素损失对比实验研究,分析HTC和TC过程理化性质以及氮素形态的演变规律,并通过探讨氮素功能基因(nir K、nir S、nor B和nos Z等)和微生物(细菌)群落的演变特征对氮素形态转换的关系,揭示超高温好氧堆肥控制氮素损失的机理。主要结果如下:(1)在好氧堆肥过程,HTC比TC的发酵温度更高(最高温度89.1℃),高温持续时间更长,腐殖质含量更多,无害化程度更好。同时,HTC可以有效减少氮素损失,其总氮损失量仅为7.0%,远低于TC的总氮减少量53.2%。此外,通过相关性分析我们发现HTC的总氮与温度和碳氮比有显著关联。(2)功能基因相对丰度和酶活性分析表明:HTC比TC含有更低的反硝化基因相对丰度(nar G、nir S、nir K、nor B和nos Z)和反硝化强度;TC的硝化基因(AOB、AOA和nxr A)丰度和硝化强度更高。同时,HTC的温度与反硝化基因有较大负相关性,HTC的总氮与反硝化基因表现为正相关,而TC的总氮与功能基因相关性不强。(3)基于高通量测序进行的细菌群落结构特征分析表明:HTC含有更多的厚壁门菌(Firmicutes)以及双纤毛杆菌(Amphibacillus)、芽孢杆菌(Bacillus)、地杆菌(Geobacillus)、Parageobacillus和bacterium_NS1-3,使得HTC的温度远高于TC的温度。同时,Firmicutes与温度、氨氮有极显著的正相关性,与反硝化基因有显著的负相关,其分支下的Amphibacillus、Tissierella、Sinibacillus、Geobacillus、Bacillus和尿毒杆菌(Ureibacillus)均与总氮和反硝化基因有较大的负相关。以上研究说明,HTC的超高发酵温度有效地削减了反硝化基因数量,从而降低反硝化强度,减少氮素损失。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前17条
1 张红美;孔德国;周岭;张春友;弋晓康;;木醋液对禽畜粪便好氧堆肥中温室气体产排调控分析[J];新疆农机化;2021年01期
2 张羽鑫;刘闯;黄殿男;赵超越;张立国;傅金祥;;超高温菌好氧堆肥技术对人粪便的处理效果[J];江苏农业科学;2021年04期
3 缪宏;张玲聪;夏云帆;杨强;杨铮;刘思幸;;好氧堆肥反应器内部在线监测控制系统设计[J];农机化研究;2020年06期
4 李敏;;污泥好氧堆肥技术及其应用[J];智能城市;2020年01期
5 王怀中;李开荣;朱荣生;呼红梅;刘俊珍;黄保华;;畜禽粪污好氧堆肥发酵参数探讨[J];山东畜牧兽医;2020年03期
6 鄢丰;邢汝明;;果蔬垃圾好氧堆肥小试研究[J];环境卫生工程;2018年01期
7 黄柳祯;;城市污水污泥好氧堆肥的研究概述[J];广东化工;2017年09期
8 杨柏松;熊文江;朱巧银;;好氧堆肥技术研究[J];现代化农业;2016年07期
9 陆伟东;周少奇;;好氧堆肥系统动力学模型及自控技术研究应用进展[J];中国资源综合利用;2008年06期
10 王洪涛,李雨松;动态好氧堆肥模拟模型研究与应用[J];中国环境科学;2001年03期
11 章婷婷;何群彪;戴晓虎;刘霞;;城市污水污泥好氧堆肥产品肥效研究[J];给水排水;2019年S1期
12 许佳瑜;李庆达;胡军;李宇飞;;好氧堆肥环境控制现状综述[J];南方农机;2019年21期
13 伍恒;张航;李明周;彭冬梅;吕泽鑫;张红美;王子龙;周岭;;智能型好氧堆肥反应器的设计[J];塔里木大学学报;2018年02期
14 石娜娜;;高温好氧堆肥腐熟度的评价体系[J];农业与技术;2016年14期
15 ;好氧堆肥技术[J];环境与生活;2018年08期
16 高小迪;孙利鑫;王引权;;黄芪药渣好氧堆肥化进程研究[J];中兽医医药杂志;2014年03期
17 程治良;全学军;代黎;项锦欣;黄勇富;;羊粪好氧堆肥处理研究进展[J];重庆理工大学学报(自然科学);2013年11期
中国重要会议论文全文数据库 前12条
1 彭茜;张晓慧;刘宗萌;张佳;李文超;张元娜;李欣;;微生物强化菌对沼渣好氧堆肥资源化应用的影响[A];中国环境科学学会2019年科学技术年会——环境工程技术创新与应用分论坛论文集(二)[C];2019年
2 陈瑞蕊;林先贵;王一明;胡君利;;畜禽粪便好氧堆肥技术在稻田甲烷减排中的应用研究[A];第十一届全国土壤微生物学术讨论会暨第六次全国土壤生物与生物化学学术研讨会第四届全国微生物肥料生产技术研讨会论文(摘要)集[C];2010年
3 刘芳;;有机垃圾好氧堆肥过程工艺条件的研究[A];2008中国环境科学学会学术年会优秀论文集(下卷)[C];2008年
4 张云峰;刘福元;王学进;曲永清;;规模化奶牛场粪便好氧堆肥发酵研究[A];中国畜牧兽医学会家禽生态学分会学术研讨会论文集[C];2014年
5 陈聪;林伟腾;李钰;;好氧堆肥的研究进展[A];荆楚学术2017年第7期(总第十五期)[C];2017年
6 陈聪;林伟腾;李钰;;好氧堆肥的研究进展[A];荆楚学术2017年第8-9期[C];2017年
7 张瑞萍;夏美茹;任素樱;刘双禄;;不同堆肥材料配比对堆肥质量的影响[A];2007自然科学学术论文(土壤肥料与农业可持续发展)[C];2007年
8 廖黎明;邓秋金;潘华晔;卢宇翔;宿程远;陈孟林;;生物质炭投加对污水厂污泥好氧堆肥的影响[A];2018中国环境科学学会科学技术年会论文集(第二卷)[C];2018年
9 张晓正;王舜和;;污泥堆肥工艺中主要影响因素的研究[A];全国排水委员会2012年年会论文集[C];2012年
10 孙俊丽;刘克锋;王顺利;杨萌;金珠理达;王亮;王红利;;牛粪好氧堆肥中纤维素分解菌的分离及堆肥效果研究[A];2010中国环境科学学会学术年会论文集(第四卷)[C];2010年
11 刘永德;吕凡;崔莹;吉洁;何品晶;;易腐性有机垃圾与农业秸秆混合好氧堆肥过程分析[A];第二届全国环境化学学术报告会论文集[C];2004年
12 于海霞;栾冬梅;孙黎;;不同调理剂对牛粪好氧堆肥的影响[A];第十届全国家畜环境科学讨论会论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前18条
1 时红蕾;粪便好氧堆肥过程中典型抗生素的行为特性研究[D];西安建筑科技大学;2018年
2 曾剑飞;间歇供氧对畜禽粪便好氧堆肥氧气供需和主要气体产排的影响及机制研究[D];中国农业大学;2018年
3 王亮;牛粪好氧堆肥中微生物多样性及生产应用研究[D];北京林业大学;2012年
4 韩张亮;污泥好氧堆肥过程中氨气和挥发性硫化物的排放特征与氨吸附分离研究[D];北京林业大学;2020年
5 曹洲榕;超声波耦合好氧堆肥预处理结合蚯蚓处理剩余污泥研究[D];西南交通大学;2017年
6 涂晓杰;市政污泥超高温好氧堆肥过程重金属形态变化及钝化影响研究[D];广西大学;2020年
7 武亮;猪粪好氧堆肥工艺及堆肥微生物的筛选、纯化与发酵的研究[D];华中农业大学;2010年
8 张诗华;青霉素菌渣混合市政污泥好氧堆肥工艺效能研究[D];哈尔滨工业大学;2016年
9 王永江;猪粪堆肥过程有机质降解动力学模型研究[D];中国农业大学;2014年
10 邹德勋;以菌糠为调理剂的餐厨垃圾好氧堆肥技术及其机制研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
11 葛金怡;颗粒尺度猪粪—麦秸好氧堆肥耗氧速率及甲烷产排机理模型[D];中国农业大学;2016年
12 白帆;好氧堆肥反应器的污染物分解及迁移转化规律研究[D];西安建筑科技大学;2011年
13 康军;杨凌城市污泥高效好氧堆肥研究[D];西北农林科技大学;2012年
14 胡天觉;城市有机固体废物仓式好氧堆肥工艺改进及理论研究[D];湖南大学;2005年
15 李鸣雷;麦草与鸡粪好氧堆肥中优势真菌的分离、鉴定及其作用研究[D];西北农林科技大学;2007年
16 钱勋;好氧堆肥对畜禽粪便中抗生素抗性基因的削减条件探索及影响机理研究[D];西北农林科技大学;2016年
17 胡婷;农业废弃物肥料化过程中功能基因和抗生素抗性基因变化机理研究[D];西北农林科技大学;2020年
18 李荣华;添加重金属钝化剂对猪粪好氧堆肥的影响研究[D];西北农林科技大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前20条
1 钟广智;市政污泥超高温好氧堆肥过程中氮素损失机理研究[D];广西大学;2020年
2 卢洋洋;不同菌种组合对牛粪好氧堆肥发酵的影响研究[D];内蒙古农业大学;2019年
3 杨铮;好氧堆肥多场反应机理及螺带-螺杆式堆肥反应器的设计与研究[D];扬州大学;2019年
4 许佳瑜;好氧堆肥发酵装置设计及过程曝气控制的试验研究[D];黑龙江八一农垦大学;2019年
5 尹瑞;不同C/N对好氧堆肥中CO_2和CH_4排放及腐殖化作用的影响[D];甘肃农业大学;2019年
6 郑相炜;餐厨垃圾好氧堆肥用滚筒反应器的研制[D];北京林业大学;2017年
7 李商;基于激素去除的鸡粪好氧堆肥/厌氧消化工艺参数优化研究[D];北京林业大学;2017年
8 贾元尚;好氧堆肥产品与厌氧消化沼液肥效评价及其对葡萄生长影响研究[D];北京林业大学;2018年
9 张海阳;利用梨形筒式反应器进行剩余污泥连续好氧堆肥研究[D];西安建筑科技大学;2017年
10 徐鹏程;畜禽粪便中雌激素排放特征及好氧堆肥对雌激素含量的影响[D];南京农业大学;2017年
11 伍恒;好氧堆肥反应器装置的设计与试验研究[D];塔里木大学;2019年
12 陈宏宇;粘土作为添加对鸡粪好氧堆肥的影响[D];西北农林科技大学;2019年
13 涂志能;炭载生物复合菌剂对猪粪好氧堆肥过程的调控[D];西北农林科技大学;2019年
14 张凤;以浮石为调理剂的脱水污泥好氧堆肥效果研究[D];西安建筑科技大学;2018年
15 刘玉婷;禽粪好氧堆肥过程中氮素转化与菌群互作规律的研究[D];大连理工大学;2018年
16 王文霞;禽粪好氧堆肥中微生物群落结构与碳素分解代谢的互作机理[D];大连理工大学;2018年
17 程然;膨松剂与固氮剂在农村易腐垃圾好氧堆肥中的应用研究[D];浙江大学;2019年
18 宇鹏;好氧堆肥过程中的物料和能量平衡的计算与研究[D];华中科技大学;2006年
19 金涣峻(KIM WHAN JOON);半透膜覆盖好氧堆肥系统处理牛粪/秸秆的效能及功能微生物作用机制[D];哈尔滨工业大学;2017年
20 明中远;基于市政污泥好氧堆肥过程的强化腐殖化技术研究[D];清华大学;2016年
中国重要报纸全文数据库 前7条
1 山东科技报 山东科技网记者 张军;青岛能源所提出利用多孔陶粒改善高温好氧堆肥工艺新方法[N];山东科技报;2019年
2 郭强 武继旭 杨永杰 张景志;机械化高温好氧堆肥技术[N];中国建设报;2006年
3 ;应先以垃圾减量为主 资源化只是锦上添花[N];解放日报;2018年
4 本报记者 舒抒;“绿主妇”吃上用自家“垃圾”种的蔬菜大米[N];解放日报;2018年
5 本报记者 吴苡婷;分类后的湿垃圾该何去何从?[N];上海科技报;2019年
6 王桂军;沼渣的无害化处理[N];农民日报;2003年
7 记者  殷磊 通讯员  李文林;每天“消化”800吨生活垃圾[N];厦门日报;2006年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978