微生物强化菌对诏渣好氧堆肥资源化应用的影响
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( CK) + 种植 番 茄 苗、施 加 化 肥 + 种 植 番 茄 苗、 施 加 堆
肥 + 种植番茄苗。 每 个 实 验 组 设 置 3 个 重 复,每 组 均
aerobic composting to explore the effect of microbial enhanced bacteria on the composting process and products. The results
showed that the microbial enhanced bacteria could accelerate the degradation of organic matter, improve the composting
对堆肥过程和产品的影响。 试验证明,微生物强化菌的添加可以加速有机质的降解,提高堆肥效率,为土壤提供 养 分,
将沼渣转化为高附加值肥料。 堆肥过程中,添加微生物强化菌剂有利于有机化合物的分解和浓缩效应,有毒重金属 含
量有所增加,但是堆肥产品中重金属含量均低于国家标准限值。 堆肥种植试验证明,产生的堆肥产品可有效促进作 物
表 1 堆肥试验所用原料的理化性质
水分
含量 / %
猪粪
77 ~ 83
木屑
13 ~ 18
沼渣
68 ~ 71
反混堆肥 40 ~ 45
项目
pH
8. 015
7. 165
8. 345
7. 573
OM /
%
54. 7
96. 3
77. 5
68. 02
N/
%
1. 67
0. 97
1. 64
2. 37
P/
%
3. 15
产量,同时降低土壤酸化和水体富营养化的风险。
关键词:沼渣;微生物强化菌;好氧堆肥;营养元素;重金属
EFFECT OF EXOGENOUS MICROBIAL INOCULANTS ON THE COMPOSTING
PROCESS OF DIGESTATE ELUTED FROM DRY AEROBIC DIGESTION
2. CSD Sutainable Green Energy ET. Co. , Ltd, Beijing 100192, China)
Abstract: The resource utilization of biogas residue is one of the important factors restricting the sustainable development of
水率) 、木质素原料 50 kg( 15% 含水率) ,在进料前所
有物料在厌氧反应器进料端的地上堆放近 10 h,以便
原料和沼液 充 分 混 合、 吸 水, 方 便 螺 旋 进 料 器 进 料。
每天产气 60 ~ 70 m ,CH 4 含量 50% ~ 55% ,物 料 停 留
3
时间约为 25 d。 等 取 样 检 测。 按 NY / T 525—
2012 测定有机质,按 NY / T 525—2012 测定 N、P 、K。
1. 2 堆肥土壤施用试验设计
土壤取样地位于北京市 怀 柔 区 初 始 性 质 见 表 2,
土壤极易导致高有机质、N、P 及潜在病原微生物进入
Peng Qian 1 Zhang Xiaohui 1∗ Liu Zongmeng 2 Zhang Jia 1 Li Wenchao 1 Zhang Yuanna 1 Li Xin 1
( 1. CSD IDEA( Beijing) Enviromental Test & Analysis Co. ,Ltd, Beijing 100192, China;
compounds, and the content of toxic heavy metals is increased, but the content of heavy metals in compost products is lower
than the national standard limit. The experiment of compost planting proves that the compost products can effectively promote
环 境 工 程
249
2020 年第 38 卷增刊
厌氧发酵处理技术除生产沼气外,同时也产生了
大量的发酵残余物———沼渣和沼液,其资源化利用是
制约沼气工程可 持 续 发 展 的 重 要 因 素 之 一。 目 前 沼
液沼渣应用中,最大的问题是没有足够的土壤进行消
纳;同时畜禽粪便中的病原微生物和抗生素类物质在
数) ,化肥 选 用 氮 磷 钾 复 合 肥 ( 氮 磷 钾 含 量 分 别 为
10% ) ,施加量 均 为 2% ( 质 量 分 数 ) 。 共 设 置 6 个 实
验组,分 别 为 空 白 对 照 组 ( CK ) + 种 植 油 菜、 施 加 化
肥 + 种 植 油 菜、 施 加 堆 肥 + 种 植 油 菜、 空 白 对 照 组
离机进行固液分 离,其 中 脱 水 后 沼 渣 350 kg,含 水 率
68% ~ 71% ,沼液 350 kg,含水率 91% ~ 95% 。
好氧 堆 肥: 将 各 处 理 物 料 堆 成 长 300 cm、 宽
140 cm、高 100 cm 的 三 角 形 堆。 前 11 d 每 天 翻 抛 1
0 引 言
便转化为堆肥的循 环 利 用 则 是 现 阶 段 高 效 而 双 赢 的
高强度集约型农业以长期施用化肥为特征,在满
途径。 研究表明,堆肥施用不仅能够减少化肥用量及
足作物增产需求的同时,也会导致土壤肥力的退化以
改良土壤质 量, 而 且 能 够 提 高 农 业 生 态 系 统 的 稳 定
及各种生态环境问题。 相比之下,有机肥料如畜禽粪
crop yield and reduce the risk of soil acidification and water eutrophication.
Keywords: compost; exogenous microbial inoculants; aerobic digestate; plant-nutrients; heavy metals
摘要:沼渣的资源化利用是制约沼气工程可持续发展的重要因素之一。 好氧堆肥化处理沼渣,可有效确保其生物稳 定
性,大大降低直接农田施用的潜在风险。 常规堆肥发酵速度缓慢,处理时间长,不利于有机废弃物的资源化利用,因 此
添加堆肥强化菌有利于促进堆肥的时间和产品质量。 利用 高 干 厌 氧 消 化 后 的 沼 渣 进 行 好 氧 堆 肥,探 究 微 生 物 强 化 菌
厌氧过程中 没 有 去 除, 直 接 农 田 施 用 易 造 成 二 次 污
染;虽然经过厌氧 发 酵,沼 渣 中 依 然 存 在 含 量 较 高 的
有机质,不易被植物利用吸收,同时污染环境,成为厌
氧发酵产业发展的瓶颈。 采用高干厌氧发酵技术,可
有效减少沼液产生,沼液沼渣经固液分离后的少部分
沼液可作为厌氧 发 酵 回 流 利 用。 作 为 固 体 废 弃 物 的
处于大棚环境中,定时灌溉。 堆肥选择添加返混料和
环境,阻 碍 其 高 效、安 全 循 环 利 用。 沼 渣 经 好 氧 堆 肥
添加 HK 菌 的 堆 肥 产 品。 施 加 量 均 为 5% ( 质 量 分
化处理,可有效确 保 其 生 物 稳 定 性,大 大 降 低 直 接 施
用的潜在风险
[ 2, 3]
次,11 d 后温度降至 50 ℃ 以下,进入陈化阶段,每 2 d
进行 1 次翻堆,继续降低含水率。
试验所选用的发酵菌为北京沃土天地公司提供
的发酵菌( 以“ VT 菌 ” 表 示 ) 和 中 国 环 科 院 提 供 的 发
酵菌( 以 “ HK 菌” 表 示) ,添 加 比 例 都 是 0. 1% ,即 1 t
性,有利于土壤的可持续管理 [ 1] 。
09 01
收稿日期:2019-
第一作者:彭茜( 19867-) ,女,硕士,中级工程师,主要从事有机固体废弃物处理、环境调查。 pengqian@ zchb. net
∗通信作者:张晓慧( 1982-) ,女,博士,高级工程师,主要从事有机固体废弃物处理、环境调查咨询。 zhangxiaohui@ zchb. net
沼渣,其可利用的 N、P 、K 等元素含量相对较高,是良
好的无机肥替代品。 然而,沼渣往往含有部分可生物
降解有机物,除易产生“ 二 次 发 酵 ” 外,若 直 接 施 用 于
( 70% ) + 返 混 料 ( 30% ) + HK 菌 ( BHK) 。 用 于 厌 氧
和堆肥的原料的性质如表 1 所示。
。
1 试验材料和方法
1. 1 沼渣好氧堆肥试验设计
以猪粪和木质素混合物料为原料,在山东肥城市
中持畜禽污染治理 与 综 合 利 用 项 目 基 地 进 行 中 试 厌
氧发酵。 每天入新料 600 kg( 按 80% 含水 率 核 算) 以
及回流沼液 350 kg,其 中 新 料 中 猪 粪 400 kg ( 80% 含
发酵物料添加 1 L 液 体 发 酵 菌。 试 验 进 行 以 下 6 个
处理:沼 渣 ( FCK ) ; 沼 渣 + VT 菌 ( FVT ) ; 沼 渣 + HK
菌 ( FHK) ; 沼渣 ( 70% ) + 返混料( 30% ) ( BCK) ; 沼
渣 ( 70% ) + 返 混 料 ( 30% ) + VT 菌 ( BVT ) ; 沼 渣
biogas project. Aerobic composting of biogas residue can effectively ensure its biological stability and greatly reduce the
potential risk of direct farmland application. Conventional compost fermentation speed is slow, processing time is long, which
efficiency, provide nutrients for the soil, and transform the biogas residue into high value-added fertilizer. In the process of
composting, the addition of microbial enhanced bacteria is beneficial to the decomposition and concentration of organic
环 境 工 程
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2020 年第 38 卷增刊
微生物强化菌对沼渣好氧堆肥资源化应用的影响
彭 茜 1 张晓慧 1∗ 刘宗萌 2 张 佳 1 李文超 1 张元娜 1 李 欣 1
( 1. 中持依迪亚( 北京) 环境检测分析股份有限公司,北京 100192;2. 北京中持绿色能源环境技术有限公司,北京 100192)
is not conducive to the utilization of organic waste resources, so adding compost strengthening bacteria is conducive to
promoting the composting time and product quality. In this paper, high dry anaerobic digested biogas residue was used for
0. 33
3. 07
5. 04
K/
%
0. 87
1. 75
1. 38
0. 75
C/N
19. 00
57. 59
27. 41
16. 65
在堆肥过程中进行数据采集,对温度( WST-WSS-
411 500 mm 温度 计 ) 、含 水 率 ( DSH-50A-1 卤 素 水 分
快速 测 定 仪 ) 、 pH ( MP512-01 型 实 验 室 pH 计 ) 进 行
肥 + 种植番茄苗。 每 个 实 验 组 设 置 3 个 重 复,每 组 均
aerobic composting to explore the effect of microbial enhanced bacteria on the composting process and products. The results
showed that the microbial enhanced bacteria could accelerate the degradation of organic matter, improve the composting
对堆肥过程和产品的影响。 试验证明,微生物强化菌的添加可以加速有机质的降解,提高堆肥效率,为土壤提供 养 分,
将沼渣转化为高附加值肥料。 堆肥过程中,添加微生物强化菌剂有利于有机化合物的分解和浓缩效应,有毒重金属 含
量有所增加,但是堆肥产品中重金属含量均低于国家标准限值。 堆肥种植试验证明,产生的堆肥产品可有效促进作 物
表 1 堆肥试验所用原料的理化性质
水分
含量 / %
猪粪
77 ~ 83
木屑
13 ~ 18
沼渣
68 ~ 71
反混堆肥 40 ~ 45
项目
pH
8. 015
7. 165
8. 345
7. 573
OM /
%
54. 7
96. 3
77. 5
68. 02
N/
%
1. 67
0. 97
1. 64
2. 37
P/
%
3. 15
产量,同时降低土壤酸化和水体富营养化的风险。
关键词:沼渣;微生物强化菌;好氧堆肥;营养元素;重金属
EFFECT OF EXOGENOUS MICROBIAL INOCULANTS ON THE COMPOSTING
PROCESS OF DIGESTATE ELUTED FROM DRY AEROBIC DIGESTION
2. CSD Sutainable Green Energy ET. Co. , Ltd, Beijing 100192, China)
Abstract: The resource utilization of biogas residue is one of the important factors restricting the sustainable development of
水率) 、木质素原料 50 kg( 15% 含水率) ,在进料前所
有物料在厌氧反应器进料端的地上堆放近 10 h,以便
原料和沼液 充 分 混 合、 吸 水, 方 便 螺 旋 进 料 器 进 料。
每天产气 60 ~ 70 m ,CH 4 含量 50% ~ 55% ,物 料 停 留
3
时间约为 25 d。 等 取 样 检 测。 按 NY / T 525—
2012 测定有机质,按 NY / T 525—2012 测定 N、P 、K。
1. 2 堆肥土壤施用试验设计
土壤取样地位于北京市 怀 柔 区 初 始 性 质 见 表 2,
土壤极易导致高有机质、N、P 及潜在病原微生物进入
Peng Qian 1 Zhang Xiaohui 1∗ Liu Zongmeng 2 Zhang Jia 1 Li Wenchao 1 Zhang Yuanna 1 Li Xin 1
( 1. CSD IDEA( Beijing) Enviromental Test & Analysis Co. ,Ltd, Beijing 100192, China;
compounds, and the content of toxic heavy metals is increased, but the content of heavy metals in compost products is lower
than the national standard limit. The experiment of compost planting proves that the compost products can effectively promote
环 境 工 程
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2020 年第 38 卷增刊
厌氧发酵处理技术除生产沼气外,同时也产生了
大量的发酵残余物———沼渣和沼液,其资源化利用是
制约沼气工程可 持 续 发 展 的 重 要 因 素 之 一。 目 前 沼
液沼渣应用中,最大的问题是没有足够的土壤进行消
纳;同时畜禽粪便中的病原微生物和抗生素类物质在
数) ,化肥 选 用 氮 磷 钾 复 合 肥 ( 氮 磷 钾 含 量 分 别 为
10% ) ,施加量 均 为 2% ( 质 量 分 数 ) 。 共 设 置 6 个 实
验组,分 别 为 空 白 对 照 组 ( CK ) + 种 植 油 菜、 施 加 化
肥 + 种 植 油 菜、 施 加 堆 肥 + 种 植 油 菜、 空 白 对 照 组
离机进行固液分 离,其 中 脱 水 后 沼 渣 350 kg,含 水 率
68% ~ 71% ,沼液 350 kg,含水率 91% ~ 95% 。
好氧 堆 肥: 将 各 处 理 物 料 堆 成 长 300 cm、 宽
140 cm、高 100 cm 的 三 角 形 堆。 前 11 d 每 天 翻 抛 1
0 引 言
便转化为堆肥的循 环 利 用 则 是 现 阶 段 高 效 而 双 赢 的
高强度集约型农业以长期施用化肥为特征,在满
途径。 研究表明,堆肥施用不仅能够减少化肥用量及
足作物增产需求的同时,也会导致土壤肥力的退化以
改良土壤质 量, 而 且 能 够 提 高 农 业 生 态 系 统 的 稳 定
及各种生态环境问题。 相比之下,有机肥料如畜禽粪
crop yield and reduce the risk of soil acidification and water eutrophication.
Keywords: compost; exogenous microbial inoculants; aerobic digestate; plant-nutrients; heavy metals
摘要:沼渣的资源化利用是制约沼气工程可持续发展的重要因素之一。 好氧堆肥化处理沼渣,可有效确保其生物稳 定
性,大大降低直接农田施用的潜在风险。 常规堆肥发酵速度缓慢,处理时间长,不利于有机废弃物的资源化利用,因 此
添加堆肥强化菌有利于促进堆肥的时间和产品质量。 利用 高 干 厌 氧 消 化 后 的 沼 渣 进 行 好 氧 堆 肥,探 究 微 生 物 强 化 菌
厌氧过程中 没 有 去 除, 直 接 农 田 施 用 易 造 成 二 次 污
染;虽然经过厌氧 发 酵,沼 渣 中 依 然 存 在 含 量 较 高 的
有机质,不易被植物利用吸收,同时污染环境,成为厌
氧发酵产业发展的瓶颈。 采用高干厌氧发酵技术,可
有效减少沼液产生,沼液沼渣经固液分离后的少部分
沼液可作为厌氧 发 酵 回 流 利 用。 作 为 固 体 废 弃 物 的
处于大棚环境中,定时灌溉。 堆肥选择添加返混料和
环境,阻 碍 其 高 效、安 全 循 环 利 用。 沼 渣 经 好 氧 堆 肥
添加 HK 菌 的 堆 肥 产 品。 施 加 量 均 为 5% ( 质 量 分
化处理,可有效确 保 其 生 物 稳 定 性,大 大 降 低 直 接 施
用的潜在风险
[ 2, 3]
次,11 d 后温度降至 50 ℃ 以下,进入陈化阶段,每 2 d
进行 1 次翻堆,继续降低含水率。
试验所选用的发酵菌为北京沃土天地公司提供
的发酵菌( 以“ VT 菌 ” 表 示 ) 和 中 国 环 科 院 提 供 的 发
酵菌( 以 “ HK 菌” 表 示) ,添 加 比 例 都 是 0. 1% ,即 1 t
性,有利于土壤的可持续管理 [ 1] 。
09 01
收稿日期:2019-
第一作者:彭茜( 19867-) ,女,硕士,中级工程师,主要从事有机固体废弃物处理、环境调查。 pengqian@ zchb. net
∗通信作者:张晓慧( 1982-) ,女,博士,高级工程师,主要从事有机固体废弃物处理、环境调查咨询。 zhangxiaohui@ zchb. net
沼渣,其可利用的 N、P 、K 等元素含量相对较高,是良
好的无机肥替代品。 然而,沼渣往往含有部分可生物
降解有机物,除易产生“ 二 次 发 酵 ” 外,若 直 接 施 用 于
( 70% ) + 返 混 料 ( 30% ) + HK 菌 ( BHK) 。 用 于 厌 氧
和堆肥的原料的性质如表 1 所示。
。
1 试验材料和方法
1. 1 沼渣好氧堆肥试验设计
以猪粪和木质素混合物料为原料,在山东肥城市
中持畜禽污染治理 与 综 合 利 用 项 目 基 地 进 行 中 试 厌
氧发酵。 每天入新料 600 kg( 按 80% 含水 率 核 算) 以
及回流沼液 350 kg,其 中 新 料 中 猪 粪 400 kg ( 80% 含
发酵物料添加 1 L 液 体 发 酵 菌。 试 验 进 行 以 下 6 个
处理:沼 渣 ( FCK ) ; 沼 渣 + VT 菌 ( FVT ) ; 沼 渣 + HK
菌 ( FHK) ; 沼渣 ( 70% ) + 返混料( 30% ) ( BCK) ; 沼
渣 ( 70% ) + 返 混 料 ( 30% ) + VT 菌 ( BVT ) ; 沼 渣
biogas project. Aerobic composting of biogas residue can effectively ensure its biological stability and greatly reduce the
potential risk of direct farmland application. Conventional compost fermentation speed is slow, processing time is long, which
efficiency, provide nutrients for the soil, and transform the biogas residue into high value-added fertilizer. In the process of
composting, the addition of microbial enhanced bacteria is beneficial to the decomposition and concentration of organic
环 境 工 程
248
2020 年第 38 卷增刊
微生物强化菌对沼渣好氧堆肥资源化应用的影响
彭 茜 1 张晓慧 1∗ 刘宗萌 2 张 佳 1 李文超 1 张元娜 1 李 欣 1
( 1. 中持依迪亚( 北京) 环境检测分析股份有限公司,北京 100192;2. 北京中持绿色能源环境技术有限公司,北京 100192)
is not conducive to the utilization of organic waste resources, so adding compost strengthening bacteria is conducive to
promoting the composting time and product quality. In this paper, high dry anaerobic digested biogas residue was used for
0. 33
3. 07
5. 04
K/
%
0. 87
1. 75
1. 38
0. 75
C/N
19. 00
57. 59
27. 41
16. 65
在堆肥过程中进行数据采集,对温度( WST-WSS-
411 500 mm 温度 计 ) 、含 水 率 ( DSH-50A-1 卤 素 水 分
快速 测 定 仪 ) 、 pH ( MP512-01 型 实 验 室 pH 计 ) 进 行