城市生活垃圾堆肥過程管理中的綜合處理與實時監(jiān)測關鍵技術研究.pdf

1、環(huán)境規(guī)劃與管理是對環(huán)境系統(tǒng)進行的科學評價預測、決策與管理的綜合過程。管理內容包括水環(huán)境管理、大氣環(huán)境管理、土地資源保護管理、固體廢物管理及城鎮(zhèn)環(huán)境管理等等。其中，固體廢物管理是從固體廢物的產生、收集和運輸(收運)、處理(置)實行全過程的管理。固體廢物管理是環(huán)境規(guī)劃與管理中的一個重要內容。 城市生活垃圾是固體廢物管理的一個主要對象，其管理(處理)的技術手段具有多樣性，垃圾堆肥技術作為一種處理成本最廉價、最能體現(xiàn)“資源化”、符合生

2、態(tài)平衡原則的友好型處理方法已引起廣泛關注。 城市生活垃圾堆肥過程的管理非常重要。由于堆肥處理環(huán)節(jié)涉及到的關鍵技術改進、優(yōu)化等直接關系到堆肥質量好壞、影響著后續(xù)的最終處置等環(huán)節(jié)，探究有效可行的綜合處理與實時監(jiān)測關鍵技術成為堆肥過程管理中的主要研究對象之一。 本文旨在以改善堆肥管理中涉及的與堆肥生產流程密切相關的各環(huán)節(jié)系列關鍵技術為主軸，系統(tǒng)研究了垃圾堆肥過程中限速因子的優(yōu)化控制方法、酚類典型有毒有害物質的控制、堆肥過程

3、管理中微生物與活性組分及有毒有害物質的實時監(jiān)測技術，并對堆肥成品腐殖質質量的優(yōu)化控制方法進行了探討，以期為城市生活垃圾堆肥過程管理中的綜合處理與實時監(jiān)測關鍵技術的進一步發(fā)展提供理論與方法指導，為堆肥過程管理的切實有效發(fā)展及其體系的健全完善提供技術支持。 成功選育出木質素降解能力較強的復合菌JX1，并研發(fā)了基于接種復合菌JX1優(yōu)化調控堆肥化限速因子的高效堆肥方法。結果表明接種復合菌JX1促進了堆肥限速因子木質素的降解，加速了堆肥

4、進程。就整個復合菌堆肥化過程而言，木質素的生物降解更主要依賴多酚氧化酶的催化氧化作用。這種高效堆肥方法的發(fā)展有利于高效合理管理的實施。 通過深入研究接種白腐菌堆肥法應用于處理五氯酚污染垃圾，發(fā)現(xiàn)接種白腐菌堆肥法處理五氯酚污染垃圾切實可行。接種白腐菌堆肥處理下堆料中五氯酚濃度、木質素、粗纖維含量比傳統(tǒng)堆肥處理的減少更明顯，這可能與接種白腐菌有效分解了五氯酚、緩減了其抑制作用有關。 接種白腐菌堆肥過程中微生物量碳及種子發(fā)

5、芽指數(shù)也均明顯較高，在堆制80d后種子發(fā)芽指數(shù)達121％，這表明接種白腐菌堆肥法從一定程度上降低了五氯酚的生物毒性，使得堆制過程中生物活性相對較高。此方法實現(xiàn)了五氯酚類典型有毒有害物質的有效控制，可為此類問題對應的管理環(huán)節(jié)提供技術支撐。 成功應用PCR-DGGE法分析了堆肥過程中微生物種群動態(tài)變化，并研制出快速便捷的電化學酶傳感器用于木質素過氧化物酶(LiP)、錳過氧化物酶(MnP)的酶活性檢測。結果表明，堆肥過程中微生物群落

6、經歷了明顯的演變過程，高溫階段中真菌、放線菌種類較豐富，但微生物多樣性至降溫期減少。實驗確定了電化學酶傳感器裸玻碳電極對LiP、MnP體系的催化反應的響應最為靈敏且電流變化較大的最適pH值(pH4.2)、H2O2(0.1875 mM)、對苯二酚(0.25 mM)、藜蘆醇(6 mM)含量等參數(shù)，在該反應條件下傳感器能準確測定LiP、MnP。快速檢測方法的研究可為實現(xiàn)堆肥過程的高效監(jiān)控及合理管理提供有力的技術支持。 成功研制出一種

7、夾心式免疫傳感器并用于檢測堆肥中毒莠定含量。根據(jù)電流響應、毒莠定測定等實驗，得到毒莠定濃度的線性方程，確定了毒莠定檢測線性范圍為0.01～10μg/mL，檢測下限達1×10-8μg/mL。成功研制出一種葡萄糖氧化酶傳感器用于檢測堆肥中重金屬汞離子。該傳感器對汞離子的檢測下限是0.49μg/L，抑制率和汞離子濃度的自然對數(shù)值在0.49μg/L至783.21μg/L和783.21μg/L至25.55mg/L范圍內分別呈良好的線性關系。

8、 測定了汞離子在堆肥浸出液中的回收率，結果良好。這兩類傳感器的研制及應用可為堆肥過程中有毒有機物及重金屬離子的在線檢測的發(fā)展提供參考，利于實時安全管理的進一步發(fā)展。 通過考察接種微生物對堆肥腐熟程度及成品腐殖質含量的影響，發(fā)現(xiàn)在堆肥二次發(fā)酵階段接種黃孢原毛平革菌能優(yōu)化控制腐殖質的形成，提高了總腐殖質含量，增強了堆肥成品的腐熟程度，并使堆肥腐熟時間縮短了7d左右。 接種黃孢原毛平革菌堆肥法對總腐殖質的調控，主要表現(xiàn)